(57)【要約】本開示は、有機−無機ハイブリッドポリマー粒子を生物学的および光学用途に特に適したものにする望ましい表面化学および光学特性を有する有機−無機ハイブリッドポリマー粒子を提供する。本開示は、有機−無機ハイブリッドポリマー粒子を作製する方法も提供する。本開示は、有機−無機ハイブリッドポリマー粒子を、生物学的および光学用途のために使用する方法も提供する。本開示は、新しいクラスの有機−無機ハイブリッドポリマードットおよび関連する方法を提供する。
2019527248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体発色団ポリマー、および
無機ネットワーク
を含む有機−無機ハイブリッドポリマードットであって、
前記半導体発色団ポリマーおよび前記無機ネットワークが有機−無機相互侵入ネットワークを形成している、有機−無機ハイブリッドポリマードット。
【請求項２】
前記無機ネットワークが、シロキサンネットワーク、アルミノ−シロキサンネットワーク、チタン−シロキサンネットワーク、酸化チタンネットワークまたはその組合せを含む、請求項１に記載のポリマードット。
【請求項３】
前記無機ネットワークが、シロキサンネットワークを含む、請求項２に記載のポリマードット。
【請求項４】
前記シロキサンネットワークが、複数の相互接続単位を含み、各相互接続単位が、
【化３８】
2019527248.tif 000044
からなる群から選択され、
式中、
Ａ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ８、Ａ９は、それぞれ独立に、ＣｎＨ２ｎ＋１、ＣｎＨ２ｎＸ、ＣｎＦ２ｎ＋１またはＣｎＦ２ｎＸであり、
Ｘは、バイオコンジュゲーションに適した官能基であり、
Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９は、それぞれ独立に、ＬＸであり、ここで、Ｌはリンカー部分であり、
ｎは１以上である、
請求項３に記載のポリマードット。
【請求項５】
ｎが３以上である、ｎが６以上である、ｎが２０以下である、ｎが４０以下である、ｎが６０以下である、またはｎが６以上２０以下である、請求項４に記載のポリマードット。
【請求項６】
Ｘが、アミン、カルボキシレート、カルボキシル、マレイミド、チオール、無水マレイン酸、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドエステル、メルカプト、アジド、アルキン、アルデヒド、ヒドロキシル、カルボニル、サルフェート、スルホネート、ホスフェート、シアネート、スクシンイミジルエステル、歪んだアルキン、アジド、ジエン、アルケン、テトラジン、歪んだアルケン、シクロオクチンまたはホスフィンを含む、請求項４から５のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項７】
Ｘが、カルボキシル基を含む、請求項４から６のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項８】
Ｌが、化学結合、アミノ酸、エステル、アミド、カルバメート、エーテル、アルキレン、アルケニレン、アルキニレン、アリーレン、ポリエーテル、ポリエステル、ポリアミド、ポリカルバメート、ポリアリール、ポリスチレン、ポリエチレングリコールもしくはポリオレフィンまたはフッ素化されたもしくは部分的にフッ素化されたその誘導体、またはその組合せから選択される、請求項４から７のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項９】
Ｌが、両親媒性である、請求項４から８のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項１０】
Ｌが、水溶性ポリマーである、請求項４から９のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項１１】
前記水溶性ポリマーが、ポリエチレングリコールである、請求項１０に記載のポリマードット。
【請求項１２】
Ｌが、化学結合である、請求項４から８のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項１３】
少なくとも１つのＤが、前記ポリマードットの表面上に位置する、請求項４から１２のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項１４】
Ｄにコンジュゲートした生物学的分子をさらに含む、請求項４から１３のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項１５】
前記生物学的分子が、前記ポリマードットの表面上に位置する少なくとも１つのＤにコンジュゲートしている、請求項１４に記載のポリマードット。
【請求項１６】
前記生物学的分子が、タンパク質または核酸を含む、請求項１４から１５のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項１７】
前記生物学的分子が、抗体を含む、請求項１４から１５のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項１８】
前記生物学的分子が、ストレプトアビジンを含む、請求項１４から１５のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項１９】
前記シロキサンネットワークが、アルキルシラン、アルコキシシラン、クロロシラン、オルトシリケート、シロキサン、アルファシラン、アセトキシシラン、アミノシラン、ビスシラン、エポキシシラン、ハロシラン、ハイドロジェンシラン、ハイドロジェンシロキサン、ヒドロキシルシラン、エステルシラン、アリールシラン、アクリルシラン、メタクリルシラン、スチリルシラン、ビニルシラン、オレフィンシラン、硫黄シラン、ホスフィンシラン、ホスフェートシラン、イソシアネートシラン、アジドシラン、アンヒドリドシランまたはその組合せから完全にまたは部分的に加水分解されている、請求項３から１８のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項２０】
前記シロキサンネットワークが、オクトデシルトリメトキシシラン、オクトデシルトリクロロシラン、オルトケイ酸テトラエチル、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、クロロプロピルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリクロロシラン、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、エポキシヘキシルトリエトキシシラン、ヒドロキシメチルトリエトキシシラン、ヨードプロピルトリメトキシシラン、イソシアナトプロピルトリメトキシシラン、メタクリルオキシメチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、スチリルエチルトリメトキシシランまたはその組合せから完全にまたは部分的に加水分解されている、請求項３から１９のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項２１】
前記シロキサンネットワークが、オクトデシルトリメトキシシラン、オクトデシルトリクロロシラン、もしくはオルトケイ酸テトラエチルまたはその組合せから完全にまたは部分的に加水分解されている、請求項３から２０のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項２２】
前記ポリマードット中の前記シロキサンネットワーク由来のケイ素の重量パーセントが、約１％〜約４５％または約１％〜約４７％の範囲内である、請求項３から２１のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項２３】
前記シロキサンネットワークが、アルキル鎖を含み、前記半導体発色団ポリマーが前記シロキサンネットワークのアルキル鎖と物理的に会合し、それによって前記有機−無機相互侵入ネットワークを形成している、請求項３から２２のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項２４】
前記半導体発色団ポリマーが、疎水性相互作用によって前記シロキサンネットワークと物理的に会合している、請求項２３に記載のポリマードット。
【請求項２５】
前記シロキサンネットワークが、直交型架橋単位を含む、請求項３から２４のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項２６】
前記シロキサンネットワークが、前記半導体発色団ポリマーに共有結合していない、請求項３から２５のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項２７】
前記有機−無機相互侵入ネットワークが、メッシュ様である、請求項１から２６のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項２８】
前記ポリマードットが、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の直径を有するか、または前記ポリマードットが、１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下の直径を有する、請求項１から２７のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項２９】
前記ポリマードットが、少なくとも５％の量子収率を有するか、または前記ポリマードットが、少なくとも１０％の量子収率を有する、請求項１から２８のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項３０】
前記ポリマードットが、複数の半導体発色団ポリマーを含む、請求項１から２９のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項３１】
前記ポリマードットが、半導体発色団ポリマーのブレンドを含む、請求項１から３０のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項３２】
前記半導体発色団ポリマーが、フルオレンポリマー、フルオレンに基づくポリマーもしくはコポリマー、フェニレンビニレンに基づくポリマーもしくはコポリマー、フェニレンエチニレンに基づくポリマーもしくはコポリマー、ＢＯＤＩＰＹに基づくポリマーもしくはコポリマーまたはその組合せを含む、請求項１から３１のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項３３】
前記半導体発色団ポリマーが、ポリ（９，９−ジヘキシルフルオレニル−２，７−ジイル）（ＰＤＨＦ）含有ポリマー、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレニル−２，７−ジイル）（ＰＦＯ）含有ポリマー、ポリ［｛９，９−ジオクチル−２，７−ジビニレン−フルオレニレン｝−ａｌｔ−ｃｏ−｛２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシルオキシ）−１，４−フェニレン｝］（ＰＦＰＶ）含有ポリマー、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレニル−２，７−ジイル）−ｃｏ−（１，４−ベンゾ−｛２，１，３｝−チアジアゾール）］（ＰＦＢＴ）含有ポリマー、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレニル−２，７−ジイル）−ｃｏ−（４，７−ジ−２−チエニル−２，１，３−ベンゾチアジアゾール）］（ＰＦＴＢＴ）含有ポリマー、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレニル−２，７−ジイル）−９−ｃｏ−（４，７−ジ−２−チエニル−２，１，３−ベンゾチアジアゾール）］（ＰＦ−０．１ＴＢＴ）含有ポリマー、ポリ［２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシルオキシ）−１，４−フェニレンビニレン］（ＭＥＨ−ＰＰＶ）含有ポリマー、ポリ［２−メトキシ−５−（２−エチルへキシルオキシ）−１，４−（１−シアノビニレン−１，４−フェニレン）］（ＣＮ−ＰＰＶ）含有ポリマー、ＢＯＤＩＰＹ含有ポリマーまたはその組合せを含む、請求項１から３２のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項３４】
前記半導体発色団ポリマーが、ＢＯＤＩＰＹ誘導体を含む、請求項１から３３のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項３５】
前記ＢＯＤＩＰＹ誘導体が、式（Ｉ）：
【化３９】
2019527248.tif 000045
の構造を有し、
式中、Ｒ１、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ３Ａ、Ｒ４ＡおよびＲ４Ｂのそれぞれは、水素、アルキル、アラルキル、アリールおよびアルコキシ−アリールから独立に選択され、前記ＢＯＤＩＰＹ誘導体は、Ｒ１、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂ、Ｒ４ＡおよびＲ４Ｂまたはその組合せに結合することによって前記発色団ポリマーに統合される、請求項３４に記載のポリマードット。
【請求項３６】
前記ポリマードットに結合している官能基をさらに含む、請求項１から３５のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項３７】
前記官能基が、前記無機ネットワークに結合している、請求項３６に記載のポリマードット。
【請求項３８】
前記官能基が、前記半導体発色団ポリマーに結合している、請求項３６に記載のポリマードット。
【請求項３９】
前記官能基が、疎水性官能基、親水性官能基またはその組合せを含む、請求項３６から３８のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項４０】
前記官能基が、バイオコンジュゲーションに適している、請求項３６から３９のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項４１】
前記官能基が、アルデヒド、アルケン、アルキル、アルキン、歪んだアルキン、アミノ、アジド、カルボニル、カルボキシル、シアノ、シクロオクチン、ジエノ、エステル、スクシンイミジルエステル、ハロアルキル、ヒドロキシル、イミド、ケトン、マレイミド、メルカプト、ホスフェート、ホスフィン、サルフェート、スルホネートまたはその組合せを含む、請求項３６から４０のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項４２】
前記ポリマードットに結合している生物学的分子をさらに含む、請求項１から４１のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項４３】
前記生物学的分子が、ポリペプチドまたはポリヌクレオチドを含む、請求項４２に記載のポリマードット。
【請求項４４】
前記生物学的分子が、抗体、アビジン、ビオチン、核酸またはその組合せから選択される、請求項４２から４３のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項４５】
前記生物学的分子が、前記ポリマードットに直接的または官能基によって間接的に結合している、請求項４２から４４のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項４６】
有機−無機ハイブリッドポリマードットを作製する方法であって、
溶媒、半導体発色団ポリマーおよびオルガノシランを含む溶液を提供するステップと、
前記溶液を水溶液と混合するステップと
を含み、前記溶液または前記水溶液のうちの少なくとも１つが、バイオコンジュゲーションに適した官能基であるＸを含むオルガノシランを含む、方法。
【請求項４７】
前記溶液が、Ｘを含む前記オルガノシランを含む、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記水溶液が、Ｘを含む前記オルガノシランを含む、請求項４６から４７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４９】
Ｘが、アミン、カルボキシレート、カルボキシル、マレイミド、チオール、無水マレイン酸、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドエステル、メルカプト、アジド、アルキン、アルデヒド、ヒドロキシル、カルボニル、サルフェート、スルホネート、ホスフェート、シアネート、スクシンイミジルエステル、歪んだアルキン、アジド、ジエン、アルケン、テトラジン、歪んだアルケン、シクロオクチンまたはホスフィンを含む、請求項４６から４８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５０】
Ｘが、カルボキシル基を含む、請求項４６から４９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５１】
前記オルガノシランが、
【化４０】
2019527248.tif 000046
から選択され、
式中、
Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ６、Ａ７、Ａ１１、Ａ１６、Ａ１７、Ａ１８、Ａ１９、Ａ２０およびＡ２１は、それぞれ独立に、ＣｎＨ２ｎ＋１、ＣｎＨ２ｎＸ、ＣｎＦ２ｎ＋１またはＣｎＦ２ｎＸであり、
Ａ０、Ａ４、Ａ５、Ａ８、Ａ９、Ａ１０、Ａ１２、Ａ１３、Ａ１４およびＡ１５は、それぞれ独立に、ＣｍＨ２ｍ＋１、ＣｍＨ２ｍＸ、ＣｍＦ２ｍ＋１またはＣｍＦ２ｍＸである、
請求項４６から５０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５２】
ｎが１以上である、ｎが３以上である、ｎが６以上である、ｎが２０以下である、ｎが４０以下である、ｎが６０以下である、またはｎが６以上２０以下である、請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
ｍが１以上である、ｍが３以上である、ｍが６以上である、ｍが２０以下である、ｍが４０以下である、ｍが６０以下である、またはｍが１以上２０以下である、請求項５１または５２に記載の方法。
【請求項５４】
Ｘを含む前記オルガノシランが、
【化４１】
2019527248.tif 000047
から選択され、
式中、
Ａ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４およびＡ５は、それぞれ独立に、ＣｍＨ２ｍ＋１、ＣｍＦ２ｍ＋１、ＣｍＨ２ｍＸ、またはＣｍＦ２ｍＸであり、
ＤはＬＸであり、ここで、Ｌはリンカー部分であり、
ｍは１以上である、
請求項４６から５３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５５】
Ｌが、化学結合、アミノ酸、エステル、アミド、カルバメート、エーテル、アルキレン、アルケニレン、アルキニレン、アリーレン、ポリエーテル、ポリエステル、ポリアミド、ポリカルバメート、ポリアリール、ポリスチレン、ポリエチレングリコールもしくはポリオレフィンまたはフッ素化されたもしくは部分的にフッ素化されたその誘導体、またはその組合せから選択される、請求項５４に記載の方法。
【請求項５６】
Ｌが、水溶性ポリマーである、請求項５４から５５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５７】
前記水溶性ポリマーが、ポリエチレングリコールである、請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】
Ｌが、化学結合である、請求項５４から５５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５９】
少なくとも１つのＤが、前記ポリマードットの表面上に位置する、請求項５４から５８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６０】
Ｄにコンジュゲートした生物学的分子をさらに含む、請求項５４から５９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６１】
前記生物学的分子が、前記ポリマードットの表面上に位置する少なくとも１つのＤにコンジュゲートしている、請求項６０に記載の方法。
【請求項６２】
前記生物学的分子が、タンパク質または核酸を含む、請求項６０から６１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６３】
前記生物学的分子が、抗体を含む、請求項６０から６１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６４】
前記生物学的分子が、ストレプトアビジンを含む、請求項６０から６１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６５】
前記オルガノシランが、アルキルシラン、アルコキシシラン、クロロシラン、オルトシリケート、シロキサン、アルファシラン、アセトキシシラン、アミノシラン、ビスシラン、エポキシシラン、ハロシラン、ハイドロジェンシラン、ヒドロキシルシラン、エステルシラン、アリールシラン、アクリルシラン、メタクリルシラン、スチリルシラン、ビニルシラン、オレフィンシラン、硫黄シラン、ホスフィンシラン、ホスフェートシラン、イソシアネートシラン、アジドシラン、アンヒドリドシラン、またはハイドロジェンシロキサンから選択される、請求項４６から６４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６６】
前記オルガノシランが、オクトデシルトリメトキシシラン、オクトデシルトリクロロシラン、オルトケイ酸テトラエチル、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、クロロプロピルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリクロロシラン、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、エポキシヘキシルトリエトキシシラン、ヒドロキシメチルトリエトキシシラン、ヨードプロピルトリメトキシシラン、イソシアナトプロピルトリメトキシシラン、メタクリルオキシメチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、スチリルエチルトリメトキシシランまたはその組合せから選択される、請求項４６から６５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６７】
前記オルガノシランが、オクトデシルトリメトキシシラン、オクトデシルトリクロロシラン、もしくはオルトケイ酸テトラエチルまたはその組合せから選択される、請求項４６から６６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６８】
シロキサンネットワークを形成することをさらに含み、前記ポリマードット中の前記シロキサンネットワーク由来のケイ素の重量パーセントが、約１％〜約４５％または約１％〜約４７％の範囲内である、請求項４６から６７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６９】
第１および第２のオルガノシランを提供するステップをさらに含む、請求項４６から６８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７０】
前記水溶液が、前記第２のオルガノシランを含む、請求項６９に記載の方法。
【請求項７１】
前記溶液もしくは前記水溶液またはその組合せを加熱するステップをさらに含む、請求項４６から７０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７２】
前記水溶液が、アルカリ性である、請求項４６から７１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７３】
前記水溶液が９以上のｐＨを有するか、または前記水溶液が１０以上１１以下のｐＨを有する、請求項７２に記載の方法。
【請求項７４】
前記水溶液が、６以下のｐＨ、５以下のｐＨ、または４以下のｐＨを有する、請求項４６から７１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７５】
前記ポリマードットが複数の半導体発色団ポリマーを含む、請求項４６から７４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７６】
前記ポリマードットが半導体発色団ポリマーのブレンドを含む、請求項４６から７５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７７】
前記半導体発色団ポリマーが、フルオレンポリマー、フルオレンに基づくポリマーもしくはコポリマー、フェニレンビニレンに基づくポリマーもしくはコポリマー、フェニレンエチニレンに基づくポリマーもしくはコポリマー、およびＢＯＤＩＰＹに基づくポリマーもしくはコポリマーまたはその組合せを含む、請求項４６から７６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７８】
前記半導体発色団ポリマーが、ポリ（９，９−ジヘキシルフルオレニル−２，７−ジイル）（ＰＤＨＦ）含有ポリマー、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレニル−２，７−ジイル）（ＰＦＯ）含有ポリマー、ポリ［｛９，９−ジオクチル−２，７−ジビニレン−フルオレニレン｝−ａｌｔ−ｃｏ−｛２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシルオキシ）−１，４−フェニレン｝］（ＰＦＰＶ）含有ポリマー、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレニル−２，７−ジイル）−ｃｏ−（１，４−ベンゾ−｛２，１，３｝−チアジアゾール）］（ＰＦＢＴ）含有ポリマー、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレニル−２，７−ジイル）−ｃｏ−（４，７−ジ−２−チエニル−２，１，３−ベンゾチアジアゾール）］（ＰＦＴＢＴ）含有ポリマー、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレニル−２，７−ジイル）−９−ｃｏ−（４，７−ジ−２−チエニル−２，１，３−ベンゾチアジアゾール）］（ＰＦ−０．１ＴＢＴ）含有ポリマー、ポリ［２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシルオキシ）−１，４−フェニレンビニレン］（ＭＥＨ−ＰＰＶ）含有ポリマー、ポリ［２−メトキシ−５−（２−エチルへキシルオキシ）−１，４−（１−シアノビニレン−１，４−フェニレン）］（ＣＮ−ＰＰＶ）含有ポリマー、ＢＯＤＩＰＹ含有ポリマーまたはその組合せを含む、請求項４６から７７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７９】
前記半導体発色団ポリマーが、ＢＯＤＩＰＹ誘導体を含む、請求項４６から７８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８０】
前記ＢＯＤＩＰＹ誘導体が、式（Ｉ）：
【化４２】
2019527248.tif 000048
の構造を有し、
式中、Ｒ１、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂ、Ｒ４ＡおよびＲ４Ｂのそれぞれは、水素、アルキル、アラルキル、アリールおよびアルコキシ−アリールから独立に選択され、前記ＢＯＤＩＰＹ誘導体は、Ｒ１、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂ、Ｒ４ＡおよびＲ４Ｂまたはその組合せに結合することによって前記発色団ポリマーに統合される、いずれかの請求項７９に記載の方法。
【請求項８１】
半導体発色団ポリマー、無機ネットワーク、およびバイオコンジュゲーションに適した官能基を含む、有機−無機相互侵入ハイブリッド発色団ポリマードット。
【請求項８２】
前記無機ネットワークが、シロキサンネットワーク、アルミノ−シロキサンネットワーク、チタン−シロキサンネットワーク、酸化チタンネットワークまたはその組合せを含む、請求項８１に記載のポリマードット。
【請求項８３】
半導体発色団ポリマー、
バイオコンジュゲーションに適した官能基であるＸ、および
前記半導体発色団ポリマーに共有結合している無機ネットワーク
を含む有機−無機ハイブリッドポリマードット。
【請求項８４】
前記無機ネットワークが、シロキサンネットワーク、アルミノ−シロキサンネットワーク、チタン−シロキサンネットワーク、酸化チタンネットワークまたはその組合せを含む、請求項８３に記載のポリマードット。
【請求項８５】
前記無機ネットワークが、シロキサンネットワークを含む、請求項８４に記載のポリマードット。
【請求項８６】
前記半導体発色団ポリマーが、
【化４３】
2019527248.tif 000049
から選択される、複数の単位Ｍを含み、
式中、
ＲＳは、
【化４４】
2019527248.tif 000050
であり、
ＲＦは、
【化４５】
2019527248.tif 000051
であり、
Ａ０、Ａ４、Ａ８、Ａ１２、Ａ１５、Ａ１８は、それぞれ独立に、ＣｎＨ２ｎまたはＣｎＦ２ｎであり、
Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ９、Ａ１０、Ａ１１、Ａ１３、Ａ１４、Ａ１６、Ａ１７、Ａ１９は、それぞれ独立に、ＣｍＨ２ｍ＋１またはＣｍＦ２ｍ＋１であり、
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４は、それぞれ独立に、官能基であり、
ｎは１以上であり、
ｍは１以上である、
請求項８５に記載のポリマードット。
【請求項８７】
ｎが２以上である、ｎが４０以下である、ｎが２０以下である、ｎが１以上２０以下である、またはｎが２以上２０以下である、請求項８６に記載のポリマードット。
【請求項８８】
前記半導体発色団ポリマーが、
【化４６】
2019527248.tif 000052
から選択される複数の単位Ｍを含み、
式中、
ＲＳは、
【化４７】
2019527248.tif 000053
であり、
Ａ０、Ａ４、Ａ８は、それぞれ独立に、ＣｎＨ２ｎまたはＣｎＦ２ｎであり、
Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ９、Ａ１０、Ａ１１は、それぞれ独立に、ＣｍＨ２ｍ＋１またはＣｍＦ２ｍ＋１であり、
Ｌはリンカー部分であり、
ｎは１以上であり、
ｍは１以上である、
請求項８５に記載のポリマードット。
【請求項８９】
前記半導体発色団ポリマーが、
【化４８】
2019527248.tif 000054
から選択される複数の単位Ｍを含み、
式中、
ＲＦは、
【化４９】
2019527248.tif 000055
であり、
Ａ０、Ａ３、Ａ６は、それぞれ独立に、ＣｎＨ２ｎまたはＣｎＦ２ｎであり、
Ａ１、Ａ２、Ａ４、Ａ５、Ａ７は、それぞれ独立に、ＣｍＨ２ｍ＋１またはＣｍＦ２ｍ＋１であり、
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４は、それぞれ独立に、官能基であり、
ｎは１以上であり、
ｍは１以上である、
請求項８５に記載のポリマードット。
【請求項９０】
前記半導体発色団ポリマーが、Ｘおよびアルコキシシリルまたはアルキルシリルを含む、請求項８５から８９のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項９１】
前記シロキサンネットワークが、複数の相互接続単位を含み、前記複数の相互接続単位が、
【化５０】
2019527248.tif 000056
から選択される単位を含み、
式中、
Ａ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３は、それぞれ独立に、ＣｐＨ２ｎ＋１またはＣｐＦ２ｐ＋１であり、
ＤはＬＸであり、ここで、Ｌはリンカー部分であり、
ｐは１以上である、
請求項８５から９０のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項９２】
ｐが２以上である、ｐが３以上である、ｐが６以上である、ｐが２０以下である、ｐが４０以下である、ｐが６０以下である、またはｐが６以上２０以下である、請求項９１に記載のポリマードット。
【請求項９３】
Ｘが、アミン、カルボキシレート、カルボキシル、マレイミド、チオール、無水マレイン酸、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドエステル、メルカプト、アジド、アルキン、アルデヒド、ヒドロキシル、カルボニル、サルフェート、スルホネート、ホスフェート、シアネート、スクシンイミジルエステル、歪んだアルキン、アジド、ジエン、アルケン、テトラジン、歪んだアルケン、シクロオクチンまたはホスフィンを含む、請求項９１から９２のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項９４】
Ｘが、カルボキシル基を含む、請求項９１から９３のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項９５】
Ｌが、化学結合、アミノ酸、エステル、アミド、カルバメート、エーテル、アルキレン、アルケニレン、アルキニレン、アリーレン、ポリエーテル、ポリエステル、ポリアミド、ポリカルバメート、ポリアリール、ポリスチレンもしくはポリオレフィンまたはフッ素化されたもしくは部分的にフッ素化されたその誘導体、またはその組合せから選択される、請求項９１から９４のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項９６】
Ｌが、水溶性ポリマーである、請求項９１から９５のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項９７】
前記水溶性ポリマーが、ポリエチレングリコールである、請求項９６に記載のポリマードット。
【請求項９８】
Ｌが、化学結合である、請求項９１から９５のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項９９】
少なくとも１つのＤが、前記ポリマードットの表面上に位置する、請求項９１から９８のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項１００】
Ｄにコンジュゲートした生物学的分子をさらに含む、請求項９１から９９のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項１０１】
前記生物学的分子が、前記ポリマードットの表面上に位置する少なくとも１つのＤにコンジュゲートしている、請求項１００に記載のポリマードット。
【請求項１０２】
前記生物学的分子が、タンパク質または核酸を含む、請求項１００から１０１のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項１０３】
前記生物学的分子が、抗体を含む、請求項１００から１０１のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項１０４】
前記生物学的分子が、ストレプトアビジンを含む、請求項１００から１０１のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項１０５】
前記シロキサンネットワークが、アルキルシラン、アルコキシシラン、クロロシラン、オルトシリケート、シロキサン、アルファシラン、アセトキシシラン、アミノシラン、ビスシラン、エポキシシラン、ハロシラン、ハイドロジェンシラン、ヒドロキシルシラン、エステルシラン、アリールシラン、アクリルシラン、メタクリルシラン、スチリルシラン、ビニルシラン、オレフィンシラン、硫黄シラン、ホスフィンシラン、ホスフェートシラン、イソシアネートシラン、アジドシラン、アンヒドリドシランもしくはハイドロジェンシロキサン、またはその組合せから完全にまたは部分的に加水分解されている、請求項８５から１０４のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項１０６】
前記シロキサンネットワークが、オクトデシルトリメトキシシラン、オクトデシルトリクロロシラン、オルトケイ酸テトラエチル、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、クロロプロピルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリクロロシラン、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、エポキシヘキシルトリエトキシシラン、ヒドロキシメチルトリエトキシシラン、ヨードプロピルトリメトキシシラン、イソシアナトプロピルトリメトキシシラン、メタクリルオキシメチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、スチリルエチルトリメトキシシランまたはその組合せから完全にまたは部分的に加水分解されている、請求項８５から１０５のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項１０７】
前記シロキサンネットワークが、オクトデシルトリメトキシシラン、オクトデシルトリクロロシラン、オルトケイ酸テトラエチルまたはその組合せから完全にまたは部分的に加水分解されている、請求項８５から１０６のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項１０８】
前記ポリマードット中の前記無機ネットワーク由来のケイ素の重量パーセントが、約１％〜約４５％または約１％〜約４７％の範囲内である、請求項８３から１０７のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項１０９】
前記半導体発色団ポリマーおよび前記無機ネットワークが、有機−無機相互侵入ネットワークを形成している、請求項８３から１０８のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項１１０】
前記有機−無機相互侵入ネットワークが、メッシュ様である、請求項１０９に記載のポリマードット。
【請求項１１１】
前記ポリマードットが、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の直径を有するか、または前記ポリマードットが、１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下の直径を有する、請求項８３から１１０のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項１１２】
前記ポリマードットが、少なくとも５％の量子収率を有するか、または前記ポリマードットが、少なくとも１０％の量子収率を有する、請求項８３から１１１のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項１１３】
少なくとも２つの直交型反応性化学基を含む、請求項８３から１１２のいずれか１項に記載のポリマードット。
【請求項１１４】
前記半導体発色団ポリマーが、少なくとも２つの直交型反応性化学基を含む、請求項１１３に記載のポリマードット。
【請求項１１５】
前記少なくとも２つの直交型反応性化学基の少なくとも１つが、式ＣｎＨ２ｎＸまたはＣｎＦ２ｎＸを有し、式中、Ｘは、バイオコンジュゲーションに適した官能基であり、ｎは１以上である、請求項１１３から１１４のいずれか１項に記載のポリマードット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本願は、米国仮特許出願第６２／３５０，１２６号（２０１６年６月１４日出願）の利益を主張する。この米国仮特許出願の開示は、その全体が本明細書中に参考として援用される。
【背景技術】
【０００２】
背景
生物学的系の理解における進展は、蛍光顕微鏡法、フローサイトメトリー、多目的生物学的アッセイおよびバイオセンサーの適用を利用してきた。これらの実験アプローチでは、有機色素分子がプローブとして広範に活用されている。しかし、低い吸光率および低い光安定性などのこれらの従来の色素の固有の制限によって、高感度画像化技術および高速大量処理アッセイのさらなる開発が非常に困難になっている。結果として、高輝度化し、光安定性が向上した蛍光ナノ粒子を開発することに相当な関心がある。
【０００３】
伝統的な発色団ポリマードットは、化学的および生物学的分析物および系を研究するための画像化および検出技術のために調査されている。バイオコンジュゲーションにおいて使用するための発色団ポリマードットの官能化が試みられているが、ポリマードットの膨張、不安定性、および生物学的緩衝溶液中での凝集、ならびに特定の環境での非特異的相互作用の問題に遭遇している。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
要旨
本開示は、新しいクラスの有機−無機ハイブリッドポリマードットおよび関連する方法を提供する。
【０００５】
様々な態様では、本開示は、半導体発色団ポリマー、および無機ネットワークを含む有機−無機ハイブリッドポリマードットであって、半導体発色団ポリマーおよび無機ネットワークが、有機−無機相互侵入ネットワークを形成している、有機−無機ハイブリッドポリマードットを提供する。
【０００６】
様々な態様では、本開示は、有機−無機ハイブリッドポリマードットを作製する方法であって、溶媒、半導体発色団ポリマーおよびオルガノシランを含む溶液を提供するステップと、溶液を水溶液と混合するステップとを含み、溶液または水溶液のうちの少なくとも１つが、バイオコンジュゲーションに適した官能基であるＸを含むオルガノシランを含む、方法を提供する。好ましくはまたは必要に応じて、溶液は、ハイブリッドポリマードットをより小さくおよび／またはよりコンパクトにするのに寄与し得る追加のシランも含むことができる。
【０００７】
様々な態様では、本開示は、半導体発色団ポリマー、無機ネットワーク、およびバイオコンジュゲーションに適した官能基を含む有機−無機相互侵入ハイブリッド発色団ポリマードットを提供する。
【０００８】
様々な態様では、本開示は、半導体発色団ポリマー、バイオコンジュゲーションに適した官能基であるＸ、および半導体発色団ポリマーに共有結合している無機ネットワークを含む有機−無機ハイブリッドポリマードットを提供する。
【０００９】
この概要は、詳細な説明において以下でさらに説明される概念の選択を簡略化した形態で導入するために提供される。この概要は、特許請求される主題の重要な特徴を特定することを意図されず、特許請求される主題の範囲の決定を助けるものとして使用されることも意図されない。
参照による組込み
【００１０】
本明細書で言及されるすべての刊行物、特許および特許出願は、各個々の刊行物、特許または特許出願が、具体的かつ個々に参照によって組み込まれると示されているのと同程度に参照によって本明細書に組み込まれる。
【００１１】
本発明の新規な特徴が、添付の特許請求の範囲において詳細に示される。本発明の特徴および利点のよりよい理解は、本発明の原理が利用される例示的な実施形態を示す以下の詳細な説明および添付の図面を参照することによって得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、ハイブリッドポリマードットを調製するための方法を示す概略図を提供する。
【００１３】
【図２】図２は、カルボキシレート官能化ＰＦＢＴハイブリッドポリマードットを調製する方法を例示する。
【００１４】
【図３】図３は、ハイブリッドポリマードットの透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）画像を例示する。
【００１５】
【図４】図４は、未処理（ｂａｒｅ）のＰＦＢＴポリマードットと、異なる比でＰＦＢＴ、アルキルシランおよびＴＥＯＳから調製したハイブリッドポリマードットの比較の単一粒子蛍光曲線を例示する。
【００１６】
【図５】図５は、フローサイトメトリーによって定量化した、異なるハイブリッドポリマードットバイオコンジュゲート、および未処理のポリマードットバイオコンジュゲートについての細胞標識化輝度を例示する。
【００１７】
【図６】図６は、ＰＦＢＴ／ＴＭＯＳ／ＴＥＯＳのブレンドセットに基づくハイブリッドポリマードットバイオコンジュゲートで特異的に標識されたＭＣＦ細胞の蛍光画像化を示す。
【００１８】
【図７】図７は、ハイブリッドポリマードットバイオコンジュゲートで標識されたＭＣＦ細胞の光安定性を例示する。
【００１９】
【図８】図８は、ＰＦＢＴ／ＴＣＯＳ／ＴＥＯＳのブレンドセットに基づくハイブリッドポリマードットバイオコンジュゲートで特異的に標識されたＭＣＦ細胞の蛍光画像化を示す。
【００２０】
【図９】図９は、ハイブリッドポリマードットバイオコンジュゲートで標識されたＭＣＦ細胞の光安定性曲線を例示する。
【００２１】
【図１０】図１０は、ハイブリッドポリマードットおよび関連のバイオコンジュゲートのゲル電気泳動の結果を例示する。
【００２２】
【図１１】図１１は、ハイブリッドポリマードットで標識されたＭＣＦ−７細胞のフローサイトメトリー結果を示す。
【００２３】
【図１２】図１２は、シラン鎖およびバイオコンジュゲーションのための官能性シラン鎖を含むコンジュゲートポリマーを示す一般的な概略図を提供する。
【００２４】
【図１３】図１３は、シラン鎖およびバイオコンジュゲーションのための官能性鎖を含むコンジュゲートポリマーを示す一般的な概略図を提供する。
【００２５】
【図１４】図１４は、バイオコンジュゲーションのための官能性シラン鎖を含むコンジュゲートポリマーを示す一般的な概略図を提供する。
【００２６】
【図１５】図１５は、前官能化ＰＦＢＴポリマーを使用して、カルボキシレート官能化ＰＦＢＴハイブリッドポリマードットを調製する方法を例示する。
【００２７】
【図１６】図１６は、シラン−ＣＯＯＮａハイブリッドポリマードットで標識されたＭＣＦ−７細胞と比較した、Ｃ２ＣＯＯＨを含む１４％のモノマー単位を含む官能化ＰＦＢＴハイブリッドドット（すなわち、ＰＦＢＴ−１４％Ｃ２ＣＯＯＨ）で標識されたＭＣＦ−７細胞のフローサイトメトリー結果を示す。
【００２８】
【図１７】図１７は、ＰＦＢＴ−１４％Ｃ２ＣＯＯＨハイブリッドポリマードットのＴＥＭ画像を提供する。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
詳細な説明
本開示は、それらを生物学的用途に特に適したものにする望ましい表面化学および光学特性を有する有機−無機ハイブリッドポリマードットの組成物、ならびにそれらを作製および使用する関連する方法を提供する。これらおよび他の実施形態が、本明細書に詳細に記載される。
【００３０】
本発明は、添付の図面および図と併せて、以下の実施形態の詳細な説明および本発明の実施形態を参照することによって最もよく理解されよう。以下の議論は、記述的、説明的かつ例示的なものであり、任意の添付の特許請求の範囲によって定義される範囲を限定するものとして解されない。
【００３１】
様々なポリマー組成物が、本明細書の実施形態での使用に適している。いくつかの実施形態では、「ポリマー」は、典型的に共有結合による化学結合によってつながった少なくとも２つの反復構造単位から構成された分子である。本開示のポリマーは、異なる種類の反復単位、例えば、２種、３種、４種、５種、６種、７種、８種、９種または１０種の異なる種類の反復単位を有することができる。反復構造単位は、１つのタイプのモノマーであってよく、そうして得られたポリマーは、ホモポリマーである。いくつかの実施形態では、ポリマーは、２つの異なるタイプのモノマー、３つの異なるタイプのモノマー、４つの異なるタイプのモノマー、５つの異なるタイプのモノマー、またはそれより多くのタイプのモノマーを含むことができる。当業者は、異なるタイプのモノマーが、多様な方式でポリマー鎖に沿って分布し得ることを理解する。例えば、３つの異なるタイプのモノマーは、ポリマーに沿って無作為に分布し得る。同様に、ポリマーに沿ったモノマーの分布は、異なる方式で表され得ることを理解する。ポリマーの長さに沿った反復構造単位（例えば、モノマー）の数は、「ｎ」によって表すことができる。いくつかの実施形態では、ｎの範囲は、例えば、少なくとも２から、少なくとも１０から、少なくとも５０から、少なくとも１００から、少なくとも５００から、もしくは少なくとも１，０００から、もしくは少なくとも１０，０００からであってもよく、またはそれより大きくてもよい。特定の実施形態では、ｎの範囲は、２〜１０，０００、１０〜１０，０００、１０〜１，０００、２０〜５，０００、２０〜５００、５０〜３００、１００〜１，０００、１００〜１０，０００、または５００〜１０，０００であってよい。
【００３２】
いくつかの実施形態では、ポリマーは、必要に応じてペンダント側鎖基を含有する骨格を含む、拡張された分子構造を有する。本明細書で提供されるポリマーには、線状ポリマーおよび分枝ポリマー、例えば星形ポリマー、櫛型ポリマー、ブラシ型ポリマー、はしご型ポリマー、ならびにデンドリマーなどが含まれるが、これらに限定されない。本明細書でさらに記載する通り、ポリマーには、一般に、当技術分野で周知の半導体ポリマーが含まれ得る。
【００３３】
いくつかの実施形態では、「ポリマー粒子」、「ポリマー性粒子」または「Ｐｄｏｔ」は、連続する自由流動性媒体によって取り囲まれた別個の非連続相を表す、サブマイクロメートルの大きさの実体である。自由流動性媒体は、通常、低分子量の液体であり、最も多くは水である。いくつかの実施形態では、用語「ポリマー粒子」、「ポリマー性粒子」または「Ｐｄｏｔ」は、交換可能に使用することができる。
【００３４】
いくつかの実施形態では、用語「ポリマー粒子」、「ハイブリッドポリマードット」、「ポリマードット」、「発色団ポリマードット」、「発色団半導体ポリマードット」、「蛍光性ポリマードット」、「発色団ナノ粒子」および「Ｐｄｏｔ」は、安定なサブミクロンの大きさの粒子に既に崩壊されている、１つまたは複数のポリマー（例えば半導体ポリマー、非半導体ポリマーまたはその組合せ）を含む構造を指すのに交換可能に使用される。様々な方法が、本明細書でさらに記載する通り、ハイブリッドポリマードットを形成するのに適している。本明細書で提供されるハイブリッドポリマードットは、単一ポリマーで構成されていてもよく、またはポリマーのブレンドを含むことができる。特定の実施形態では、１つまたは複数のポリマーが崩壊、沈殿および／または濃縮されて、ポリマーマトリックスが形成される。いくつかの実施形態では、ハイブリッドポリマードットの特性は、ポリマー構造に依存して決まる。したがって、ポリマー骨格（主鎖）、側鎖、末端単位および置換されている基は、特定の特性を得るために変えることができる。いくつかの実施形態では、ハイブリッドポリマードットの光学特性は、ポリマー骨格（主鎖）の構造を変えることによって調整できる。
【００３５】
特定の実施形態では、本明細書で提供されるハイブリッドポリマードットは、本明細書で発色団単位とも呼ばれる、１つまたは複数の発色団を含む。いくつかの実施形態では、用語「発色団」または「発色団単位」は、当技術分野で通常用いられている意味を有する。発色団は、例えば、ＵＶ領域から近赤外領域の特定波長の光を吸収し、発光性であってもなくてもよい。いくつかの実施形態では、発色団単位には、非局在化π電子を有する構造の単位、小有機色素分子の単位、および／または金属錯体の単位が含まれるが、それらに限定されない。発色団は、ポリマーマトリックスの一部であってもよく、または例えば、ブレンド、架橋等によって、ポリマーマトリックスに組み込むことができる。
【００３６】
特定の実施形態では、本開示のハイブリッドポリマードットは、１つまたは複数の発色団ポリマーを含む。いくつかの実施形態では、用語「発色団ポリマー」は、ポリマーの少なくとも一部分が、例えば、ＵＶから近赤外スペクトルの範囲の特定波長の光を吸収するポリマーを指す。本開示による発色団ポリマーは、発光性であってもなくてもよい。いくつかの実施形態では、「発色団ポリマー」は、ポリマーの少なくとも一部分が発色団単位を含むポリマーである。発色団ポリマーの例には、非局在化π電子を有する構造の単位を含むポリマー、例えば半導体ポリマー、小有機色素分子の単位を含むポリマー、金属錯体の単位を含むポリマー、およびそれらの任意の組合せの単位を含むポリマーが含まれ得る。発色団単位は、ポリマー骨格に組み込むことができる。発色団単位は、ポリマーの側鎖または末端単位に共有結合していてもよい。発色団ポリマーは、一般に当技術分野で周知の標準合成法を使用して作製することができる。
【００３７】
特定の実施形態では、発色団ポリマーは、「コンジュゲートポリマー」である。用語「コンジュゲートポリマー」は、当技術分野で認識されている。電子、正孔または電子エネルギーは、コンジュゲート構造に沿って伝導され得る。いくつかの実施形態では、ポリマー骨格の大部分がコンジュゲートしていてもよい。いくつかの実施形態では、ポリマー骨格全体がコンジュゲートしていてもよい。いくつかの実施形態では、ポリマーは、それらの側鎖または末端にコンジュゲート構造を含むことができる。いくつかの実施形態では、コンジュゲートポリマーは、伝導特性を有することができ、例えばポリマーは、電気を伝導することができる。いくつかの実施形態では、コンジュゲートポリマーは、半導体特性を有することができ、例えばポリマーは、直接バンドギャップを呈し、バンド端で効率的に吸収または発光することができる。したがって、特定の実施形態では、発色団ポリマーは、「半導体ポリマー」である。用語「半導体ポリマー」は、当技術分野で認識されている。
【００３８】
いくつかの実施形態では、用語「アルキル」は、表示されている数の炭素原子を有する、直鎖または分枝鎖の飽和脂肪族基を指す。例えば、Ｃ１〜Ｃ６アルキルには、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ペンチル、イソペンチル、ヘキシル等が含まれるが、これらに限定されない。他のアルキル基には、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル等が含まれるが、これらに限定されない。アルキルは、１〜２個、１〜３個、１〜４個、１〜５個、１〜６個、１〜７個、１〜８個、１〜９個、１〜１０個、２〜３個、２〜４個、２〜５個、２〜６個、３〜４個、３〜５個、３〜６個、４〜５個、４〜６個および５〜６個などの任意の数の炭素を含むことができる。アルキル基は、典型的に一価であるが、アルキル基が２つの部分を一つに連結する場合などでは二価になる場合もある。本明細書で使用される場合、用語「ヘテロアルキル」は、炭素原子の少なくとも１つがＮ、ＯまたはＳなどのヘテロ原子で置き換えられている、炭素原子の直鎖または分枝鎖の飽和脂肪族基を指す。Ｂ、Ａｌ、ＳｉおよびＰを含むがこれらに限定されない追加のヘテロ原子も、有用であり得る。
【００３９】
いくつかの実施形態では、用語「アルキレン」は、少なくとも２つの他の基を連結する、先に定義のアルキル基、すなわち二価の炭化水素基を指す。アルキレンに連結されている２つの部分は、アルキレンの同じ原子または異なる原子に連結されていてよい。例えば、直鎖アルキレンは、−（ＣＨ２）ｎの二価の基であってよく、ここでｎは、１、２、３、４、５または６である。アルキレン基には、メチレン、エチレン、プロピレン、イソプロピレン、ブチレン、イソブチレン、ｓｅｃ−ブチレン、ペンチレンおよびへキシレンが含まれるが、これらに限定されない。
【００４０】
いくつかの実施形態では、用語「アルコキシ」は、酸素原子を有するアルキル基を指し、この酸素原子は、アルコキシ基を結合点につないでいるか、またはアルコキシ基の２つの炭素に連結されている。アルコキシ基には、例えば、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソ−プロポキシ、ブトキシ、２−ブトキシ、イソ−ブトキシ、ｓｅｃ−ブトキシ、ｔｅｒｔ−ブトキシ、ペントキシ、ヘキソオキシ等が含まれる。アルコキシ基は、本明細書に記載の多様な置換基でさらに置換されていてよい。例えば、アルコキシ基をハロゲンで置換すると、「ハロ−アルコキシ」基を形成することができる。
【００４１】
いくつかの実施形態では、用語「アルケニル」は、少なくとも１つの二重結合を有する、２〜６個の炭素原子の直鎖または分枝鎖炭化水素を指す。アルケニル基の例には、ビニル、プロペニル、イソプロペニル、１−ブテニル、２−ブテニル、イソブテニル、ブタジエニル、１−ペンテニル、２−ペンテニル、イソペンテニル、１，３−ペンタジエニル、１，４−ペンタジエニル、１−ヘキセニル、２−ヘキセニル、３−ヘキセニル、１，３−ヘキサジエニル、１，４−ヘキサジエニル、１，５−ヘキサジエニル、２，４−ヘキサジエニル、または１，３，５−ヘキサトリエニルが含まれるが、これらに限定されない。
【００４２】
いくつかの実施形態では、用語「アルキニル」は、少なくとも１つの三重結合を有する、２〜６個の炭素原子の直鎖または分枝鎖炭化水素を指す。アルキニル基の例には、アセチレニル、プロピニル、１−ブチニル、２−ブチニル、イソブチニル、ｓｅｃ−ブチニル、ブタジイニル、１−ペンチニル、２−ペンチニル、イソペンチニル、１，３−ペンタジイニル、１，４−ペンタジイニル、１−ヘキシニル、２−ヘキシニル、３−ヘキシニル、１，３−ヘキサジイニル、１，４−ヘキサジイニル、１，５−ヘキサジイニル、２，４−ヘキサジイニル、または１，３，５−ヘキサトリイニルが含まれるが、これらに限定されない。
【００４３】
本明細書で使用される場合、用語「アルキニレン」は、少なくとも２つの他の基を連結する、先に定義のアルキニル基、すなわち二価の炭化水素基を指す。アルキニレンに連結されている２つの部分は、アルキニレンの同じ原子または異なる原子に連結されていてよい。アルキニレン基には、エチニレン、プロピニレン、イソプロピニレン、ブチニレン、ｓｅｃ−ブチニレン、ペンチニレンおよびヘキシニレンが含まれるが、これらに限定されない。
【００４４】
いくつかの実施形態では、用語「アルキルアミン」は、１つまたは複数のアミノ基を有する、本明細書に定義のアルキル基を指す。アミノ基は、第一級であっても第二級であっても第三級であってもよい。アルキルアミンは、ヒドロキシ基でさらに置換されていてよい。アルキルアミンには、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、エチレンジアミンおよびエタノールアミンが含まれ得るが、これらに限定されない。アミノ基は、アルキル基のオメガ位である化合物の残りとの結合点にアルキルアミンを連結することができるか、またはアルキル基の少なくとも２つの炭素原子を一つに連結することができる。
【００４５】
いくつかの実施形態では、用語「ハロゲン」または「ハロゲン化物」は、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素を指す。本明細書で使用される場合、用語「ハロアルキル」は、水素原子のいくつかまたはすべてがハロゲン原子で置換されている先に定義のアルキルを指す。ハロゲン（ハロ）は、好ましくはクロロまたはフルオロを表すが、ブロモであってもヨードであってもよい。本明細書で使用される場合、用語「ハロ−アルコキシ」は、少なくとも１つのハロゲンを有するアルコキシ基を指す。ハロ−アルコキシは、水素原子のいくつかまたはすべてがハロゲン原子で置換されているアルコキシと定義される。アルコキシ基は、１個、２個、３個またはそれを超える数のハロゲンで置換されていてよい。すべての水素がハロゲンで、例えばフッ素で置き換えられている場合、その化合物は過置換されており、例えば全フッ素置換されている。ハロ−アルコキシには、トリフルオロメトキシ、２，２，２，−トリフルオロエトキシ、およびペルフルオロエトキシ等が含まれるが、これらに限定されない。
【００４６】
いくつかの実施形態では、用語「シクロアルキル」は、３個〜１２個の環原子または表示された数の原子を含有する、飽和または部分的に不飽和の単環式環、縮合二環式環または架橋された多環式環の集合体を指す。単環式環には、例えば、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシルおよびシクロオクチルが含まれる。二環式環および多環式環には、例えば、ノルボルナン、デカヒドロナフタレンおよびアダマンタンが含まれる。例えば、Ｃ３〜８シクロアルキルには、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロオクチルおよびノルボルナンが含まれる。
【００４７】
いくつかの実施形態では、用語「シクロアルキレン」は、少なくとも２つの他の基を連結する、先に定義のシクロアルキル基、すなわち二価の炭化水素基を指す。シクロアルキレンに連結されている２つの部分は、シクロアルキレンの同じ原子または異なる原子に連結されていてよい。シクロアルキレン基には、シクロプロピレン、シクロブチレン、シクロペンチレン、シクロヘキシレンおよびシクロオクチレンが含まれるが、これらに限定されない。
【００４８】
いくつかの実施形態では、用語「ヘテロシクロアルキル」は、３個の環員〜約２０個の環員、ならびにＮ、ＯおよびＳなどの１個〜約５個のヘテロ原子を有する環系を指す。Ｂ、Ａｌ、ＳｉおよびＰを含むがこれらに限定されない追加のヘテロ原子も、有用であり得る。ヘテロ原子は、限定されるものではないが−Ｓ（Ｏ）−および−Ｓ（Ｏ）２−などのように酸化されていてもよい。
【００４９】
いくつかの実施形態では、用語「ヘテロシクロアルキレン」は、少なくとも２つの他の基を連結する、先に定義のヘテロシクロアルキル基を指す。ヘテロシクロアルキレンに連結されている２つの部分は、ヘテロシクロアルキレンの同じ原子または異なる原子に連結されていてよい。
【００５０】
いくつかの実施形態では、用語「アリール」は、６〜１６個の環炭素原子を含有する、単環式環、または縮合二環式環、三環式環もしくはそれを超えるもの、芳香環の集合体を指す。例えば、アリールは、フェニル、ベンジル、アズレニルまたはナフチルであってよい。アリール基は、アルキル、アルコキシ、アリール、ヒドロキシ、ハロゲン、シアノ、アミノ、アミノ−アルキル、トリフルオロメチル、アルキレンジオキシおよびオキシ−Ｃ２〜Ｃ３−アルキレン（これらの基のすべては、例えば本明細書で先に定義した通り、必要に応じてさらに置換されている）、または１−もしくは２−ナフチル、または１−もしくは２−フェナントレニルから選択される１個、２個または３個の基によって一置換、二置換または三置換されていてよい。アルキレンジオキシは、フェニルの２つの隣接する炭素原子に結合している二価の置換基（ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅ）、例えばメチレンジオキシまたはエチレンジオキシである。またオキシ−Ｃ２〜Ｃ３−アルキレンは、フェニルの２つの隣接する炭素原子に結合している二価の置換基、例えばオキシエチレンまたはオキシプロピレンである。オキシ−Ｃ２〜Ｃ３−アルキレン−フェニルの例は、２，３−ジヒドロベンゾフラン−５−イルである。
【００５１】
アリール基には、ナフチル、フェニル、またはアルコキシ、フェニル、ハロゲン、アルキルもしくはトリフルオロメチルによって一置換もしくは二置換されているフェニルが含まれ、フェニル、またはアルコキシ、ハロゲンもしくはトリフルオロメチルによって一置換もしくは二置換されているフェニルが含まれ、特にフェニルが含まれ得るが、これらに限定されない。
【００５２】
いくつかの実施形態では、用語「アルコキシ−アリール」は、アリールに連結されている部分の１つが、酸素原子を介して連結されている、先に定義のアリール基を指す。アルコキシ−アリール基には、フェノキシ（Ｃ６Ｈ５Ｏ−）が含まれるが、これに限定されない。本開示はまた、アルコキシ−ヘテロアリール基を含む。
【００５３】
いくつかの実施形態では、用語「ヘテロアリール」は、環原子の１〜４個がそれぞれヘテロ原子Ｎ、ＯまたはＳである、５〜１６個の環原子を含有する単環式芳香環または縮合二環式芳香環または縮合三環式芳香環の集合体を指す。例えば、ヘテロアリールには、ピリジル、インドリル、インダゾリル、キノキサリニル、キノリニル、イソキノリニル、ベンゾチエニル、ベンゾフラニル、フラニル、ピロリル、チアゾリル、ベンゾチアゾリル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、ピラゾリル、イミダゾリル、チエニル、または例えばアルキル、ニトロもしくはハロゲンによって置換されている、特に一置換もしくは二置換されている任意の他の基が含まれる。同様に、本明細書に記載のアリールおよびヘテロアリール基は、置換されていても非置換であってもよい。アリールおよびヘテロアリール基のための置換基は変わり、例えばアルキル、アリール、ＣＮ、アミノ、スルフィド、アルデヒド、エステル、エーテル、カルボキシル、ヒドロキシルまたはハロゲン化物である。置換基は、クロロ、ブロモ、ヨード、ヒドロキシルまたはアミノなどの反応基であってよいが、これらに限定されない。置換基は、−ハロゲン、−ＯＲ’、−ＯＣ（Ｏ）Ｒ’、−ＮＲ’Ｒ’’、−ＳＲ’、−Ｒ’、−ＣＮ、−ＮＯ２、−ＣＯ２Ｒ’、−ＣＯＮＲ’Ｒ’’、−Ｃ（Ｏ）Ｒ’、−ＯＣ（Ｏ）ＮＲ’Ｒ’’、−ＮＲ’’Ｃ（Ｏ）Ｒ’、−ＮＲ’’Ｃ（Ｏ）２Ｒ’、−ＮＲ’−Ｃ（Ｏ）ＮＲ’’Ｒ’’’、−ＮＨ−Ｃ（ＮＨ２）＝ＮＨ、−ＮＲ’Ｃ（ＮＨ２）＝ＮＨ、−ＮＨ−Ｃ（ＮＨ２）＝ＮＲ’、−Ｓ（Ｏ）Ｒ’、−Ｓ（Ｏ）２Ｒ’、−Ｓ（Ｏ）２ＮＲ’Ｒ’’、−Ｎ３、−ＣＨ（Ｐｈ）２から、０個から芳香環系上の開放原子価（ｏｐｅｎ  ｖａｌｅｎｃｅ）の総数までの範囲の数で選択することができ、ここでＲ’、Ｒ’’およびＲ’’’は、水素、（Ｃ１〜Ｃ８）アルキルおよびヘテロアルキル、非置換アリールおよびヘテロアリール、（非置換アリール）−（Ｃ１〜Ｃ４）アルキル、ならびに（非置換アリール）オキシ−（Ｃ１〜Ｃ４）アルキルから独立に選択される。
【００５４】
本明細書に記載の基は、置換されていても非置換であってもよい。アルキルおよびヘテロアルキル基（しばしばアルキレン、アルケニル、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニル、アルキニル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、シクロアルケニルおよびヘテロシクロアルケニルと呼ばれる基を含む）のための置換基は、アルキル、アリール、シアノ（ＣＮ）、アミノ、スルフィド、アルデヒド、エステル、エーテル、カルボキシル、ヒドロキシルまたはハロゲン化物などの多様な基であってよい。置換基は、クロロ、ブロモ、ヨード、ヒドロキシルまたはアミノなどの反応基であってよいが、これらに限定されない。適切な置換基は、−ＯＲ’、＝Ｏ、＝ＮＲ’、＝Ｎ−ＯＲ’、−ＮＲ’Ｒ’’、−ＳＲ’、−ハロゲン、−ＳｉＲ’Ｒ’’Ｒ’’’、−ＯＣ（Ｏ）Ｒ’、−Ｃ（Ｏ）Ｒ’、−ＣＯ２Ｒ’、−ＣＯＮＲ’Ｒ’’、−ＯＣ（Ｏ）ＮＲ’Ｒ’’、−ＮＲ’’Ｃ（Ｏ）Ｒ’、−ＮＲ’−Ｃ（Ｏ）ＮＲ’’Ｒ’’’、−ＮＲ’’Ｃ（Ｏ）２Ｒ’、−ＮＨ−Ｃ（ＮＨ２）＝ＮＨ、−ＮＲ’Ｃ（ＮＨ２）＝ＮＨ、−ＮＨ−Ｃ（ＮＨ２）＝ＮＲ’、−Ｓ（Ｏ）Ｒ’、−Ｓ（Ｏ）２Ｒ’、−Ｓ（Ｏ）２ＮＲ’Ｒ’’、−ＣＮおよび−ＮＯ２から、０個から（２ｍ’＋１）個までの範囲の数で選択することができ、ここでｍ’は、このような基中の炭素原子の総数である。Ｒ’、Ｒ’’およびＲ’’’は、それぞれ独立に、水素、非置換（Ｃ１〜Ｃ８）アルキルおよびヘテロアルキル、非置換アリール、アルコキシもしくはチオアルコキシ基、またはアリール−（Ｃ１〜Ｃ４）アルキル基を指す。Ｒ’およびＲ’’が同じ窒素原子に結合している場合、それらは、窒素原子と組み合わさって、５員、６員または７員環を形成することができる。例えば、−ＮＲ’Ｒ’’は、１−ピロリジニルおよび４−モルホリニルを含むことが意図されている。置換基の先の議論から、用語「アルキル」は、ハロアルキル（例えば、−ＣＦ３および−ＣＨ２ＣＦ３）、およびアシル（例えば、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ３、−Ｃ（Ｏ）ＣＦ３、および−Ｃ（Ｏ）ＣＨ２ＯＣＨ３等）などの基を含むことが意図されていることを当業者は理解する。
【００５５】
本明細書および添付の特許請求の範囲で使用される場合、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎｄ）」および「その（ｔｈｅ）」は、文脈がはっきりと他に記述しない限り、複数の指示物を含む。したがって、例えば、「化合物（ａ  ｃｏｍｐｏｕｎｄ）」への言及は複数の当該化合物を含み、「薬剤（ａｎ  ａｇｅｎｔ）」への言及は複数の当該薬剤を含み、「細胞（ｔｈｅ  ｃｅｌｌ）」への言及は１つまたはそれより多くの細胞（あるいは複数の細胞）および当業者に公知のその均等物への言及を含む等である。分子量などの物理的特性、または化学式などの化学的特性について、本明細書で範囲が使用される場合、範囲およびその中の具体的な実施形態のすべての組合せおよび部分的組合せが含まれることが意図される。用語「約」は、数値または数値範囲に言及する場合、言及される数値または数値範囲が実験的変動性の範囲内（または統計学的実験誤差の範囲内）の近似値であることを意味し、したがって、数値または数値範囲は述べられた数値または数値範囲の１％〜１５％の間で変動し得る。用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」（および「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」または「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」または「有する（ｈａｖｉｎｇ）」または「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」などの関連の用語）は、他の特定の実施形態、例えば、物質の任意の組成物の実施形態において、本明細書に記載の組成物、方法または過程等が、記載の特徴「からなる」または「から本質的になる」場合があることを除外しないことが意図される。
【００５６】
本明細書で使用される場合、用語「および／または」は、２つの語または表現が一緒にまたは個々に用いられることを示す機能語として使用される。例えば、Ａおよび／またはＢは、Ａのみ、Ｂのみ、およびＡとＢ一緒にを包含する。
【００５７】
値の範囲が提供される場合、範囲の上限値と下限値との間の、文脈がはっきりと他に記述しない限り下限単位の１０分の１までの各介在値、および指定された範囲内の任意の他の指定された値または介在値が、本明細書で提供される開示に包含されることが理解される。これらのより小さい範囲の上限値および下限値は、より小さな範囲内に独立して含まれてもよく、指定された範囲内の任意の具体的に除外された限定値を条件として、やはり本開示内に包含される。指定された範囲が一方または両方の限定値を含む場合、これらの含まれる限定値のいずれかまたは両方を除く範囲も、本明細書で提供される開示に含まれる。
【００５８】
他に定義されない限り、本明細書で使用される技術および科学用語は、本開示が属する技術分野の当業者に一般に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書に記載のものと類似または同等の任意の方法、デバイスおよび材料を、本開示の実施または試験に使用することができるが、好ましい方法、デバイスおよび材料をここで記載する。
有機−無機ハイブリッドポリマードット
【００５９】
本開示は、本明細書で「ハイブリッドポリマードット」とも呼ばれる有機−無機ハイブリッドポリマードットの様々な実施形態を提供する。いくつかの実施形態では、有機−無機ハイブリッドポリマードットは、有機ネットワークおよび無機ネットワークを含む。特定の実施形態では、有機ネットワークは、少なくとも１種類の有機種、例えば本明細書に記載の発色団ポリマーの１つまたは複数を含む。特定の実施形態では、無機ネットワークは、少なくとも１種類の無機種、例えばシロキサン、アルミノ−シロキサン、チタン−シロキサン、酸化チタンまたはその組合せを含む。特定の実施形態では、無機ネットワークは、シロキサンネットワーク（例えば、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ連結を含む）、アルミノ−シロキサンネットワーク（例えば、Ａｌ−Ｏ−Ｓｉ連結を含む）、チタン−シロキサンネットワーク（例えば、Ｔｉ−Ｏ−Ｓｉ連結を含む）、酸化チタンネットワーク（例えば、Ｔｉ−Ｏ−Ｔｉ連結を含む）、またはその組合せである。シロキサンネットワークなどの無機ネットワークの追加の例は、本明細書でさらに詳細に議論される。用語「シロキサンネットワーク」および「シリカ（ＳｉＯ２）ネットワーク」は、本明細書で同義的に扱われる。
【００６０】
いくつかの実施形態では、有機ネットワークおよび無機ネットワークは互いに相互侵入して、有機−無機相互侵入ネットワークを形成している。例えば、シロキサンネットワークは、発色団ポリマーと相互侵入ネットワークを形成することができる。本明細書で使用される場合、「有機−無機相互侵入ネットワーク」は、一緒になって相互侵入ネットワークを形成している少なくとも２つのネットワークを含むポリマードットマトリックスを指す。いくつかの実施形態では、有機−無機相互侵入ネットワークは、ポリマーと相互侵入した無機ネットワークのメッシュ様および／または絡み合い構造である。いくつかの実施形態では、相互侵入は、少なくとも２つのネットワークの物理的な会合（例えば、疎水性相互作用）を介して主に生じて、相互侵入ネットワークが形成される。特定の実施形態では、相互侵入は、化学結合なしに（例えば、２つのネットワーク間の共有結合なしに）、少なくとも２つのネットワークの物理的な会合を介して生じる。特定の実施形態では、相互侵入は、２つのネットワークの互いとの化学結合（例えば、共有結合）を介して主に生じて、相互侵入ネットワークが形成される。有機ネットワークと無機ネットワークとの間の共有結合を、物理的な会合の代わりに、または物理的な会合と組み合わせて使用して、有機−無機相互侵入ネットワークを形成することができる。
【００６１】
特定の実施形態では、本開示は、限定されるものではないが、ブレンドすることによって形成されたポリマードット（例えば、両親媒性ポリマーとブレンドされたポリマードット）および無機ネットワークを含まないポリマードットを含む、他のタイプのポリマードットおよび粒子とは構造的に明らかに異なる有機−無機ハイブリッドポリマードットを提供する。例えば、いくつかの実施形態では、本明細書に記載のハイブリッドポリマードットの有機−無機相互侵入ネットワークは、他のタイプのポリマードットに見出され得るコア−キャップ構造ともコア−シェル構造とも明らかに異なる。特定の実施形態では、有機−無機ハイブリッドポリマードットは、本明細書では、コア−キャップ構造もコア−シェル構造も含まない。
【００６２】
本明細書でさらに詳細に記載する通り、いくつかの実施形態では、有機−無機相互侵入ネットワークは、有機−無機ハイブリッドポリマードットの形成中に形成される。例えば、いくつかの実施形態では、有機−無機ハイブリッドポリマードットの形成は、有機シラン分子の加水分解中のシロキサンネットワークの形成を含む。特定の実施形態では、有機シランは、アルキルシランである。特定の実施形態では、１つまたは複数のポリマーは、有機シラン分子の加水分解および架橋と同時に、崩壊、沈殿または濃縮されて、一緒になって有機−無機相互侵入ネットワークを形成する有機ネットワークおよび無機ネットワークが同時に形成される。
【００６３】
ハイブリッドポリマードット中の無機ネットワーク（例えば、シロキサンネットワーク）および／またはその成分（例えば、ケイ素（Ｓｉ））の重量パーセントは、所望に応じて変えることができる。いくつかの実施形態では、無機ネットワーク（例えば、シロキサンネットワーク）および／またはその成分（例えば、ケイ素）の重量パーセントは、得られるハイブリッドポリマードット中のコア−シェル構造の形成を回避するように選択される。特定の実施形態では、ハイブリッドポリマードット中の無機ネットワーク由来のケイ素の重量パーセントは、約１％に等しいかもしくはそれより低いか、約５％に等しいかもしくはそれより低いか、約１０％に等しいかもしくはそれより低いか、約１５％に等しいかもしくはそれより低いか、約２０％に等しいかもしくはそれより低いか、約２５％に等しいかもしくはそれより低いか、約３０％に等しいかもしくはそれより低いか、約３５％に等しいかもしくはそれより低いか、約４０％に等しいかもしくはそれより低いか、約４５％に等しいかもしくはそれより低いか、または約４７％に等しいかもしくはそれより低い。特定の実施形態では、ハイブリッドポリマードット中の無機ネットワーク由来のケイ素の重量パーセントは、約１％に等しいかもしくはそれより高いか、約５％に等しいかもしくはそれより高いか、約１０％に等しいかもしくはそれより高いか、約１５％に等しいかもしくはそれより高いか、約２０％に等しいかもしくはそれより高いか、約２５％に等しいかもしくはそれより高いか、約３０％に等しいかもしくはそれより高いか、約３５％に等しいかもしくはそれより高いか、約４０％に等しいかもしくはそれより高いか、または約４５％に等しいかもしくはそれより高い。特定の実施形態では、ハイブリッドポリマードット中の無機ネットワーク由来のケイ素の重量パーセントは、約１％〜約４５％の範囲内、または約１％〜約４７％の範囲内である。
【００６４】
本開示のハイブリッドポリマードットは、官能化および／または例えば、生物学的分子（ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  ｍｏｌｅｃｕｌｅ）にバイオコンジュゲートすることができる。いくつかの実施形態では、ハイブリッドポリマードットは、有機ネットワーク（例えば、半導体発色団ポリマー）、無機ネットワーク（例えば、シロキサンネットワーク）、およびバイオコンジュゲーションに適した官能基であるＸを含む。本開示によるバイオコンジュゲーションに適した官能基および／またはリンカーの例は、以下にさらに提供される。官能基Ｘは、無機ネットワーク、有機ネットワークまたはその組合せに結合していてもよい。特定の実施形態では、官能基は、無機ネットワークに結合している。特定の実施形態では、官能基は、半導体発色団ポリマーに結合している。特定の実施形態では、官能基は、疎水性官能基、親水性官能基またはその組合せを含む。特定の実施形態では、官能基は、バイオコンジュゲーションに適している。
【００６５】
いくつかの実施形態では、ハイブリッドポリマードットは、少なくとも２つの直交型反応性化学基を含む。特定の実施形態では、直交型反応性化学基は、その示された化学反応基とだけ反応し、存在し得る別の化学反応基とは反応しない化学基である。例えば、反応基ＡおよびＢは、互いに反応する示された対を形成することができ、反応基ＹおよびＺは、互いに反応する別の示された対を形成することができる。このような実施形態では、ＡはＺと反応しないので、反応基ＡはＹに関して直交性であるとみなされ、ＹはＢと反応しないので、反応基ＹはＡに関して直交性である。いくつかの実施形態では、反応基Ａは、互いにまたは反応基Ｂと反応して、シロキサンネットワークを形成することができ、反応基Ｙは、ＡまたはＢのいずれとも反応せず、結果として、ＡとＹおよび／またはＢとＹは直交型反応基であるとみなされる。
【００６６】
いくつかの実施形態では、ハイブリッドポリマードットは、少なくとも２つの直交型反応性化学基を含む半導体発色団ポリマーを含む。特定の実施形態では、これらの直交型反応性化学基のうちの少なくとも１つは、式ＣｎＨ２ｎＸまたはＣｎＦ２ｎＸを有し、式中、Ｘは、本明細書でさらに記載する通りのバイオコンジュゲーションに適した官能基であり、ｎは１以上である。
【００６７】
いくつかの実施形態では、有機−無機ハイブリッドポリマードットは、それぞれがそれ自体のそれぞれの機能を有する少なくとも２種類の無機種を含む。例えば、有機−無機ハイブリッドポリマードットは、本明細書でさらに議論する通り、バイオコンジュゲーションに適した、カルボキシル、アミン、チオール（−ＳＨ）、カルボキシレートもしくはカルボン酸、マレイミド、無水マレイン酸、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド（ＮＨＳ）、アルコール（−ＯＨ）もしくはシアネート、またはその組合せを含む官能種で官能化された表面を有することができる。さらに、ハイブリッドポリマードットは、脂肪族鎖、例えば、アルキル鎖を含むことができる。脂肪族鎖は、相互侵入ネットワークの形成中に、架橋に加わることができる。脂肪族鎖は、相互侵入ネットワークの形成中に、有機ネットワーク（例えば、発色団ポリマー）および／または無機ネットワークと物理的に会合することができる。
【００６８】
そうして得られたハイブリッドポリマードットは、生物学的用途に有利な一組の特性を示す。例えば、ハイブリッドポリマードットの有機−無機相互侵入ネットワークにより、例えば、望ましくない鎖間相互作用を防止することによって、蛍光輝度の高い、強固でコンパクトなポリマードットが可能になる。例えば、ハイブリッドポリマードットの相互侵入ネットワークにより、望ましくない蛍光消光が低下し得る。有機−無機ハイブリッドポリマードットは、高い蛍光量子収率を呈し、光安定性が改善され、コロイド安定性が改善されている。したがって、ハイブリッドポリマードットの蛍光量子収率および光安定性を、著しく改善できる。ハイブリッドポリマードットは、様々な生物学的媒体中で安定であり、多様な生物学的緩衝液中で膨張せず、凝集体を形成しない。
【００６９】
本明細書で使用される場合、ポリマードットに言及する用語「安定な」は、長期間にわたり適切な水溶液中で保存された場合、凝集しない、かつ／または（電子顕微鏡、原子間力顕微鏡または動的光散乱によって測定すると）大きさが実質的に変化しないポリマードットを指し得る。ポリマードットの凝集または実質的な大きさの変化は、例えば、２つ以上のポリマードットを含む凝集体の数の増加として特徴付けることができる。凝集体は、電子顕微鏡法もしくは原子間力顕微鏡法などの画像化技術を用いて眼で視覚的に、および／または動的光散乱によって示される大きさの増大によって検出することができる。
【００７０】
いくつかの実施形態では、ハイブリッドポリマードットは、５ｎｍ以上１，０００ｎｍ以下の直径を有し得る。いくつかの実施形態では、本明細書中に開示される有機−無機ハイブリッドポリマードットは、５ｎｍ以上５００ｎｍ以下の直径を有し得る。いくつかの実施形態では、本明細書中に開示される有機−無機ハイブリッドポリマードットは、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の直径を有し得る。いくつかの実施形態では、本明細書中に開示される有機−無機ハイブリッドポリマードットは、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の直径を有し得る。いくつかの実施形態では、本明細書中に開示される有機−無機ハイブリッドポリマードットは、１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下の直径を有し得る。いくつかの実施形態では、本明細書中に開示される有機−無機ハイブリッドポリマードットは、１００ｎｍ以下の直径を有し得る。いくつかの実施形態では、本明細書中に開示される有機−無機ハイブリッドポリマードットは、５０ｎｍ以下の直径を有し得る。いくつかの実施形態では、本明細書中に開示される有機−無機ハイブリッドポリマードットは、４０ｎｍ以下の直径を有し得る。いくつかの実施形態では、本明細書中に開示される有機−無機ハイブリッドポリマードットは、３０ｎｍ以下の直径を有し得る。いくつかの実施形態では、本明細書中に開示される有機−無機ハイブリッドポリマードットは、２０ｎｍ以下の直径を有し得る。いくつかの実施形態では、本明細書中に開示される有機−無機ハイブリッドポリマードットは、５ｎｍ以上３００ｎｍ以下の直径を有し得る。いくつかの実施形態では、本明細書中に開示される有機−無機ハイブリッドポリマードットは、５ｎｍ以上２００ｎｍ以下の直径を有し得る。いくつかの実施形態では、本明細書中に開示される有機−無機ハイブリッドポリマードットは、５ｎｍ以上１５０ｎｍ以下の直径を有し得る。いくつかの実施形態では、本明細書中に開示される有機−無機ハイブリッドポリマードットは、５ｎｍ以上９０ｎｍ以下の直径を有し得る。いくつかの実施形態では、本明細書中に開示される有機−無機ハイブリッドポリマードットは、５ｎｍ以上８０ｎｍ以下の直径を有し得る。いくつかの実施形態では、本明細書中に開示される有機−無機ハイブリッドポリマードットは、５ｎｍ以上７０ｎｍ以下の直径を有し得る。いくつかの実施形態では、本明細書中に開示される有機−無機ハイブリッドポリマードットは、５ｎｍ以上６０ｎｍ以下の直径を有し得る。いくつかの実施形態では、本明細書中に開示される有機−無機ハイブリッドポリマードットは、５ｎｍ以上４０ｎｍ以下の直径を有し得る。いくつかの実施形態では、本明細書中に開示される有機−無機ハイブリッドポリマードットは、５ｎｍ以上３０ｎｍ以下の直径を有し得る。いくつかの実施形態では、本明細書中に開示される有機−無機ハイブリッドポリマードットは、５ｎｍ以上２５ｎｍ以下の直径を有し得る。
【００７１】
有機−無機ハイブリッドポリマードットの特質は、多様な光物理的特性（例えば、吸光度、発光輝度および／または最大発光波長）を調整するために、所望に応じて調節することができる。とりわけ、ある場合には、粒子形成に起因して蛍光の消光が増大しない。高い輝度および特異的結合能を有するポリマードットは、化学的および生物学的な分析物および系を調査するために、画像化および検出技術を進歩させるために重要な特質を提供することが理解されよう。いくつかの実施形態では、本明細書に開示の有機−無機ハイブリッドポリマードットは、少なくとも１％の量子収率を有することができる。いくつかの実施形態では、本明細書に開示の有機−無機ハイブリッドポリマードットは、少なくとも５％の量子収率を有することができる。いくつかの実施形態では、量子収率は、５％より高いか、１０％より高いか、２０％より高いか、３０％より高いか、４０％より高いか、５０％より高いか、６０％より高いか、７０％より高いか、８０％より高いか、または９０％より高い。
シロキサンネットワークを含む有機−無機ハイブリッドポリマードット
【００７２】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のハイブリッドポリマードットは、シロキサンネットワーク、例えば、複数のＳｉ−Ｏ−Ｓｉ連結を含むネットワークを含む。シロキサンネットワークは、１つまたは複数のシランおよび／またはシロキサン種の完全または部分的な加水分解によって形成することができる。例えば、特定の実施形態では、シロキサンネットワークは、アルキルシラン、アルコキシシラン、クロロシラン、オルトシリケート、シロキサン、アルファシラン、アセトキシシラン、アミノシラン、ビスシラン、エポキシシラン、ハロシラン、ハイドロジェンシラン、ハイドロジェンシロキサン、ヒドロキシルシラン、エステルシラン、アリールシラン、アクリルシラン、メタクリルシラン、スチリルシラン、ビニルシラン、オレフィンシラン、硫黄シラン、ホスフィンシラン、ホスフェートシラン、イソシアネートシラン、アジドシラン、アンヒドリドシラン（ａｎｈｙｄｒｉｄｅ  ｓｉｌａｎｅ）またはその組合せから完全にまたは部分的に加水分解されている。特定の実施形態では、シロキサンネットワークは、オクトデシルトリメトキシシラン、オクトデシルトリクロロシラン、オルトケイ酸テトラエチル、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、クロロプロピルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリクロロシラン、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、エポキシヘキシルトリエトキシシラン、ヒドロキシメチルトリエトキシシラン、ヨードプロピルトリメトキシシラン、イソシアナトプロピルトリメトキシシラン（ｉｓｏｃｙａｎｔｏｐｒｏｐｙｌｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ）、メタクリルオキシメチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、スチリルエチルトリメトキシシランまたはその組合せから完全にまたは部分的に加水分解されている。特定の実施形態では、シロキサンネットワークは、オクトデシルトリメトキシシラン、オクトデシルトリクロロシラン、オルトケイ酸テトラエチルまたはその組合せから完全にまたは部分的に加水分解されている。
【００７３】
ハイブリッドポリマードット中のシロキサンネットワークおよび／またはその成分（例えば、ケイ素）の重量パーセントは、所望に応じて変えることができる。いくつかの実施形態では、シロキサンネットワークおよび／またはその成分（例えば、ケイ素）の重量パーセントは、得られるハイブリッドポリマードット中のコア−シェル構造の形成を回避するように選択される。特定の実施形態では、ハイブリッドポリマードット中のシロキサンネットワーク由来のケイ素の重量パーセントは、約１％に等しいかもしくはそれより低いか、約５％に等しいかもしくはそれより低いか、約１０％に等しいかもしくはそれより低いか、約１５％に等しいかもしくはそれより低いか、約２０％に等しいかもしくはそれより低いか、約２５％に等しいかもしくはそれより低いか、約３０％に等しいかもしくはそれより低いか、約３５％に等しいかもしくはそれより低いか、約４０％に等しいかもしくはそれより低いか、約４５％に等しいかもしくはそれより低いか、または約４７％に等しいかもしくはそれより低い。特定の実施形態では、ハイブリッドポリマードット中のシロキサンネットワーク由来のケイ素の重量パーセントは、約１％に等しいかもしくはそれより高いか、約５％に等しいかもしくはそれより高いか、約１０％に等しいかもしくはそれより高いか、約１５％に等しいかもしくはそれより高いか、約２０％に等しいかもしくはそれより高いか、約２５％に等しいかもしくはそれより高いか、約３０％に等しいかもしくはそれより高いか、約３５％に等しいかもしくはそれより高いか、約４０％に等しいかもしくはそれより高いか、または約４５％に等しいかもしくはそれより高い。特定の実施形態では、ハイブリッドポリマードット中のシロキサンネットワーク由来のケイ素の重量パーセントは、約１％〜約４５％の範囲内、または約１％〜約４７％の範囲内である。
【００７４】
有機−無機ハイブリッドポリマードットは、それぞれがそれ自体のそれぞれの機能を有する少なくとも２種類のシラン種を含むことができる。例えば、有機−無機ハイブリッドポリマードットは、バイオコンジュゲーションに適した、カルボキシル、アミン、チオール（−ＳＨ）、カルボキシレートもしくはカルボン酸、マレイミド、無水マレイン酸、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド（ＮＨＳ）、アルコール（−ＯＨ）もしくはシアネート、またはその組合せを含む官能シラン種で官能化された表面を有することができる。さらに、ハイブリッドポリマードットは、脂肪族鎖、例えば、アルキル鎖を含むことができる。脂肪族鎖は、相互侵入ネットワークの形成中に、架橋に加わることができる。脂肪族鎖は、相互侵入ネットワークの形成中に、有機ネットワーク（例えば、発色団ポリマー）および／または無機ネットワークと物理的に会合することができる。
【００７５】
ハイブリッドポリマードットは、相互侵入有機−無機ネットワークを形成するためのシロキサンネットワークおよび少なくとも１つの他のネットワークを含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、本開示は、半導体発色団ポリマーおよびシロキサンネットワークを含む有機−無機ハイブリッドポリマードットであって、半導体発色団ポリマーおよびシロキサンネットワークが、有機−無機相互侵入ネットワークを形成している、有機−無機ハイブリッドポリマードットを提供する。相互侵入ネットワークは、発色団ポリマーと相互侵入した（例えば、コア−キャップ構造もコア−シェル構造も形成していない）シロキサンネットワークのメッシュ様および／または絡み合い構造であり得る。
【００７６】
シロキサンネットワークを含む有機−無機ハイブリッドポリマードットは、様々な方式で形成することができる。特定の実施形態では、ハイブリッドポリマードットは、シロキサンネットワークの発色団ポリマーとの物理的な会合を介して形成されて、相互侵入ネットワークが形成される。特定の実施形態では、シロキサンネットワークがアルキル鎖を含み、半導体発色団ポリマーがシロキサンネットワークのアルキル鎖と物理的に会合し、それによって有機−無機相互侵入ネットワークが形成される、ハイブリッドポリマードットが形成される。その代わりにまたはそれと組み合わせて、シロキサンネットワークおよび発色団ポリマーは、互いに化学的に結合して（例えば、共有結合して）、相互侵入ネットワークを形成することができる。
シロキサンネットワークと半導体発色団ポリマーとの間の物理的な会合を有するハイブリッドポリマードット
【００７７】
いくつかの実施形態では、本開示は、シロキサンネットワークが半導体発色団ポリマーと、例えば疎水性相互作用によって物理的に会合している、ハイブリッドポリマードットを提供する。例えば、シロキサンネットワークは、脂肪族鎖を含んでいてもよく、半導体発色団ポリマーは、シロキサンネットワークの脂肪族鎖と物理的に会合することができ、それによって有機−無機相互侵入ネットワークが形成される。この脂肪族鎖は、少なくとも５個、少なくとも１０個、少なくとも１５個、または少なくとも２０個の炭素を含むことができる。この脂肪族鎖は、少なくとも５個、少なくとも６個、少なくとも７個、少なくとも８個、少なくとも９個、少なくとも１０個、少なくとも１１個、少なくとも１２個、少なくとも１３個、少なくとも１４個、少なくとも１５個、少なくとも１６個、少なくとも１７個、少なくとも１８個、少なくとも１９個、または少なくとも２０個の炭素を含むことができる。いくつかの実施形態では、この脂肪族側鎖は、少なくとも１０個の炭素を含む。いくつかの実施形態では、この脂肪族鎖はアルキル鎖である。このアルキル鎖は、少なくとも５個、少なくとも１０個、少なくとも１５個、または少なくとも２０個の炭素を含むことができる。このアルキル鎖は、少なくとも５個、少なくとも６個、少なくとも７個、少なくとも８個、少なくとも９個、少なくとも１０個、少なくとも１１個、少なくとも１２個、少なくとも１３個、少なくとも１４個、少なくとも１５個、少なくとも１６個、少なくとも１７個、少なくとも１８個、少なくとも１９個、または少なくとも２０個の炭素を含むことができる。いくつかの実施形態では、このアルキル鎖は、少なくとも１０個の炭素を含む。いくつかの実施形態では、このシロキサンネットワークは、アルキレン、アルコキシ、アルケニル、アルケニレン、アルキニル、アルキニレン、アルキルアミン、シクロアルキル、シクロアルキレン、ヘテロシクロアルキル、またはヘテロシクロアルキレンを含む。
【００７８】
いくつかの実施形態では、シロキサンネットワークは、１つまたは複数の直交架橋単位を含む。特定の実施形態では、直交架橋単位は、その示された反応基とだけ架橋し、また存在し得る別の反応基とは架橋しない反応基を含む。例えば、反応基ＡおよびＢは、互いに架橋する示された対を形成することができ、反応基ＹおよびＺは、互いに架橋する別の示された対を形成することができる。このような実施形態では、ＡはＺと架橋しないので、反応基ＡはＹに関して直交性であるとみなされ、ＹはＢと架橋しないので、反応基ＹはＡに関して直交性である。いくつかの実施形態では、反応基Ａは、互いにまたは反応基Ｂと架橋して、シロキサンネットワークを形成することができ、反応基Ｙは、ＡまたはＢのいずれとも架橋せず、結果として、ＡとＹおよび／またはＢとＹは直交型架橋単位であるとみなされる。
【００７９】
いくつかの実施形態では、シロキサンネットワークは、複数の相互連結単位を含むことができ、各相互連結単位は、
【化１】
2019527248.tif 000003
からなる群から選択することができ、
式中、Ａ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ８、Ａ９は、それぞれ独立に、ＣｎＨ２ｎ＋１、ＣｎＨ２ｎＸ、ＣｎＦ２ｎ＋１またはＣｎＦ２ｎＸであり、ここで、Ｘは、バイオコンジュゲーションに適した官能基であり、ここで、Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９は、それぞれ独立に、ＬＸであり、ここで、Ｌはリンカー部分であり、ｎは１以上である。いくつかの実施形態では、ｎは、２以上、３以上、４以上、５以上、６以上、７以上、８以上、９以上、または１０以上である。いくつかの実施形態では、ｎは６以上である。いくつかの実施形態では、ｎは２０以下である。いくつかの実施形態では、ｎは４０以下である。いくつかの実施形態では、ｎは６０以下である。いくつかの実施形態では、ｎは６以上であり、そして２０以下である。いくつかの実施形態では、ｎは６以上であり、そして１５以下である。いくつかの実施形態では、ｎは６以上であり、そして１０以下である。「Ｘ」によっても表されるバイオコンジュゲーションに適した官能基、「Ｌ」によっても表されるリンカー部分、ならびに「Ｄ」および「ＬＸ」によっても表されるその組合せは、本明細書で以下にさらに詳細に記載される。
【００８０】
いくつかの実施形態では、発色団ポリマーは、シロキサンネットワークに物理的に会合するが、共有結合はしない。例えば、様々な実施形態では、発色団ポリマーは、シラン官能化されず、ハイブリッドポリマードットの官能化および相互侵入ネットワークの形成は、発色団ポリマーのシロキサンネットワークとの物理的な会合（例えば、疎水性相互作用）のみによって達成される。代替的な実施形態では、発色団ポリマーは、本明細書で以下にさらに詳細に議論する通り、シロキサンネットワークと共有結合することもできる。
シロキサンネットワークと半導体発色団ポリマーとの間の共有結合を有するハイブリッドポリマードット
【００８１】
いくつかの実施形態では、本開示は、シロキサンネットワークが半導体発色団ポリマーと共有結合している、ハイブリッドポリマードットを提供する。例えば、ハイブリッドポリマードットは、半導体発色団ポリマー、および半導体発色団ポリマーに共有結合しているシロキサンネットワークを含むことができる。必要に応じて、ハイブリッドポリマードットは、バイオコンジュゲーションに適した官能基（Ｘ）も含むことができる。特定の実施形態では、シロキサンネットワークはまた、発色団ポリマーと物理的に会合して、有機−無機相互侵入ネットワークを形成している。
【００８２】
いくつかの実施形態では、発色団ポリマーはシラン官能化されている。ハイブリッドポリマードットの官能化および相互侵入ネットワークの形成は、それぞれがそれ自体のそれぞれの機能を有する、発色団ポリマー上の少なくとも２種類のシラン種の存在によって達成することができる。少なくとも２種類のシラン種は、発色団ポリマーのペンダント側鎖として存在することができる。発色団ポリマーのペンダント側鎖は、以下に示す通り、シラン鎖（「ＲＳ」）、および１つまたは複数の官能基を含む官能性シラン鎖（「ＲＦ」）を含むことができる。少なくとも２種類のシラン種のうちの１つ（例えば、シラン鎖または官能性シラン鎖）は、脂肪族鎖を含むことができる。この脂肪族鎖は、少なくとも５個、少なくとも１０個、少なくとも１５個、または少なくとも２０個の炭素を含むことができる。この脂肪族鎖は、少なくとも５個、少なくとも６個、少なくとも７個、少なくとも８個、少なくとも９個、少なくとも１０個、少なくとも１１個、少なくとも１２個、少なくとも１３個、少なくとも１４個、少なくとも１５個、少なくとも１６個、少なくとも１７個、少なくとも１８個、少なくとも１９個、または少なくとも２０個の炭素を含むことができる。いくつかの実施形態では、この脂肪族側鎖は、少なくとも１０個の炭素を含む。いくつかの実施形態では、この脂肪族鎖はアルキル鎖である。このアルキル鎖は、少なくとも５個、少なくとも１０個、少なくとも１５個、または少なくとも２０個の炭素を含むことができる。このアルキル鎖は、少なくとも５個、少なくとも６個、少なくとも７個、少なくとも８個、少なくとも９個、少なくとも１０個、少なくとも１１個、少なくとも１２個、少なくとも１３個、少なくとも１４個、少なくとも１５個、少なくとも１６個、少なくとも１７個、少なくとも１８個、少なくとも１９個、または少なくとも２０個の炭素を含むことができる。いくつかの実施形態では、アルキル鎖は、少なくとも１０個の炭素を含む。いくつかの実施形態では、シロキサンネットワークは、アルキレン、アルコキシ、アルケニル、アルケニレン、アルキニル、アルキニレン、アルキルアミン、シクロアルキル、シクロアルキレン、ヘテロシクロアルキル、ヘテロシクロアルキレンを含む。アルキル鎖は、相互侵入ネットワークの形成中に、架橋に加わり得る。アルキル鎖は、相互侵入ネットワークの形成中に、発色団ポリマーおよび／またはシロキサンネットワークと化学的に会合し得る。さらに、発色団ポリマーは、バイオコンジュゲーションに適した、カルボキシル、アミン、チオール（−ＳＨ）、カルボキシレートもしくはカルボン酸、マレイミド、無水マレイン酸、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド（ＮＨＳ）、アルコール（−ＯＨ）もしくはシアネート、またはその組合せを含む官能性シラン種を含むことができる。いくつかの実施形態では、発色団ポリマーはカルボキシルを含むことができる。いくつかの実施形態では、ハイブリッドポリマードットは、バイオコンジュゲーションに適した官能性シラン種で官能化された表面を有する。
【００８３】
図１２は、シラン鎖およびバイオコンジュゲーションのための官能性シラン鎖を含むコンジュゲートポリマーの一般的な概略図を提供する。いくつかの実施形態では、半導体発色団ポリマーは、
【化２】
2019527248.tif 000004
から選択され得る複数の単位Ｍを含むことができ、
式中、
ＲＳは、
【化３】
2019527248.tif 000005
であり、
ＲＦは、
【化４】
2019527248.tif 000006
であり、
Ａ０、Ａ４、Ａ８、Ａ１２、Ａ１５、Ａ１８は、それぞれ独立に、ＣｎＨ２ｎまたはＣｎＦ２ｎであり、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ９、Ａ１０、Ａ１１、Ａ１３、Ａ１４、Ａ１６、Ａ１７、Ａ１９は、それぞれ独立に、ＣｍＨ２ｍ＋１またはＣｍＦ２ｍ＋１、ＣｍＦ２ｍであり、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４は、それぞれ独立に、限定されるものではないが、アミン、カルボキシレートもしくはカルボン酸、マレイミド、無水マレイン酸、チオール（−ＳＨ）、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド（ＮＨＳ）または本明細書に記載の他の官能基のいずれかを含む１つまたは複数の活性基を含有する官能基であり、ｎは１以上であり、ｍは１以上である。いくつかの実施形態では、ｎは、２以上であるか、３以上であるか、４以上であるか、５以上であるか、６以上であるか、７以上であるか、８以上であるか、９以上であるか、または１０以上である。いくつかの実施形態では、ｎは２以上である。いくつかの実施形態では、ｎは４０以下である。いくつかの実施形態では、ｎは２０以下である。いくつかの実施形態では、ｎは１以上であり、そして２０以下である。いくつかの実施形態では、ｎは２以上であり、そして２０以下である。いくつかの実施形態では、ｍは、２以上、３，以上、４以上、５以上、６以上、７以上、８以上、９以上、または１０以上である。いくつかの実施形態では、ｍは３以上である。いくつかの実施形態では、ｍは６以上である。いくつかの実施形態では、ｍは、５以下、６以下、７以下、８以下、９以下、または１０以下である。いくつかの実施形態では、ｍは２０以下である。いくつかの実施形態では、ｍは４０以下である。いくつかの実施形態では、ｍは６０以下である。
【００８４】
いくつかの実施形態では、発色団ポリマーのペンダント側鎖は、以下に示す通り、シラン鎖（「ＲＳ」）、および１つまたは複数の官能基（「ＬＸ」）を含む官能性鎖を含む。このシラン鎖は、脂肪族鎖を含むことができる。この脂肪族鎖は、少なくとも５個、少なくとも１０個、少なくとも１５個、または少なくとも２０個の炭素を含むことができる。この脂肪族鎖は、少なくとも５個、少なくとも６個、少なくとも７個、少なくとも８個、少なくとも９個、少なくとも１０個、少なくとも１１個、少なくとも１２個、少なくとも１３個、少なくとも１４個、少なくとも１５個、少なくとも１６個、少なくとも１７個、少なくとも１８個、少なくとも１９個、または少なくとも２０個の炭素を含むことができる。いくつかの実施形態では、この脂肪族側鎖は、少なくとも１０個の炭素を含む。いくつかの実施形態では、この脂肪族鎖はアルキル鎖である。このアルキル鎖は、少なくとも５個、少なくとも１０個、少なくとも１５個、または少なくとも２０個の炭素を含むことができる。このアルキル鎖は、少なくとも５個、少なくとも６個、少なくとも７個、少なくとも８個、少なくとも９個、少なくとも１０個、少なくとも１１個、少なくとも１２個、少なくとも１３個、少なくとも１４個、少なくとも１５個、少なくとも１６個、少なくとも１７個、少なくとも１８個、少なくとも１９個、または少なくとも２０個の炭素を含むことができる。いくつかの実施形態では、このアルキル鎖は、少なくとも１０個の炭素を含む。いくつかの実施形態では、このシロキサンネットワークは、アルキレン、アルコキシ、アルケニル、アルケニレン、アルキニル、アルキニレン、アルキルアミン、シクロアルキル、シクロアルキレン、ヘテロシクロアルキル、ヘテロシクロアルキレンを含む。アルキル鎖は、相互侵入ネットワークの形成中に、架橋に加わり得る。アルキル鎖は、相互侵入ネットワークの形成中に、発色団ポリマーおよび／またはシロキサンネットワークと化学的に会合し得る。さらに、発色団ポリマーは、バイオコンジュゲーションに適した、カルボキシル、アミン、チオール（−ＳＨ）、カルボキシレートもしくはカルボン酸、マレイミド、無水マレイン酸、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド（ＮＨＳ）、アルコール（−ＯＨ）もしくはシアネート、またはその組合せを含む官能基を含む官能性鎖（「Ｘ」）を含むことができる。この官能基は、リンカー（「Ｌ」）を介してポリマー骨格に結合され得る。いくつかの実施形態では、発色団ポリマーはカルボキシルを含むことができる。いくつかの実施形態では、ハイブリッドポリマードットは、バイオコンジュゲーションに適した官能性種で官能化された表面を有する。
【００８５】
図１３は、シラン鎖およびバイオコンジュゲーションのための官能性鎖を含むコンジュゲートポリマーの一般的な概略図を提供する。いくつかの実施形態では、半導体発色団ポリマーは、
【化５】
2019527248.tif 000007
から選択され得る複数の単位Ｍを含むことができ、
式中、
ＲＳは、
【化６】
2019527248.tif 000008
であり、
Ａ０、Ａ４、Ａ８は、それぞれ独立に、ＣｎＨ２ｎまたはＣｎＦ２ｎであり、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ９、Ａ１０、Ａ１１は、それぞれ独立に、ＣｍＨ２ｍ＋１またはＣｍＦ２ｍ＋１、ＣｍＦ２ｍであり、Ｘは、限定されるものではないが、アミン、カルボキシレートもしくはカルボン酸、マレイミド、無水マレイン酸、チオール（−ＳＨ）、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド（ＮＨＳ）または本明細書に記載の他の官能基のいずれかを含む１つまたは複数の活性基を含有する官能基であり、Ｌは、ポリマー骨格と官能基Ｘとの間のリンカーであり、ｎは１以上であり、そしてｍは１以上である。いくつかの実施形態では、ｎは、２以上であるか、３以上であるか、４以上であるか、５以上であるか、６以上であるか、７以上であるか、８以上であるか、９以上であるか、または１０以上である。いくつかの実施形態では、ｎは２以上である。いくつかの実施形態では、ｎは４０以下である。いくつかの実施形態では、ｎは２０以下である。いくつかの実施形態では、ｎは１以上であり、そして２０以下である。いくつかの実施形態では、ｍは、２以上、３以上、４以上、５以上、６以上、７以上、８以上、９以上、または１０以上である。いくつかの実施形態では、ｎは２以上であり、そして２０以下である。いくつかの実施形態では、ｍは３以上である。いくつかの実施形態では、ｍは６以上である。いくつかの実施形態では、ｍは、５以下、６以下、７以下、８以下、９以下、または１０以下である。いくつかの実施形態では、ｍは２０以下である。いくつかの実施形態では、ｍは４０以下である。いくつかの実施形態では、ｍは６０以下である。いくつかの実施形態では、ｍは１以上であり、そして２０以下である。
【００８６】
いくつかの実施形態では、発色団ポリマーのペンダント側鎖は、以下に示す通り、１つまたは複数の官能基を含む官能性シラン鎖（「ＲＦ」）を含む。この官能性シラン鎖は、脂肪族鎖を含むことができる。この脂肪族鎖は、少なくとも５個、少なくとも１０個、少なくとも１５個、または少なくとも２０個の炭素を含むことができる。この脂肪族鎖は、少なくとも５個、少なくとも６個、少なくとも７個、少なくとも８個、少なくとも９個、少なくとも１０個、少なくとも１１個、少なくとも１２個、少なくとも１３個、少なくとも１４個、少なくとも１５個、少なくとも１６個、少なくとも１７個、少なくとも１８個、少なくとも１９個、または少なくとも２０個の炭素を含むことができる。いくつかの実施形態では、この脂肪族側鎖は、少なくとも１０個の炭素を含む。いくつかの実施形態では、この脂肪族鎖はアルキル鎖である。このアルキル鎖は、少なくとも５個、少なくとも１０個、少なくとも１５個、または少なくとも２０個の炭素を含むことができる。このアルキル鎖は、少なくとも５個、少なくとも６個、少なくとも７個、少なくとも８個、少なくとも９個、少なくとも１０個、少なくとも１１個、少なくとも１２個、少なくとも１３個、少なくとも１４個、少なくとも１５個、少なくとも１６個、少なくとも１７個、少なくとも１８個、少なくとも１９個、または少なくとも２０個の炭素を含むことができる。いくつかの実施形態では、このアルキル鎖は、少なくとも１０個の炭素を含む。いくつかの実施形態では、このシロキサンネットワークは、アルキレン、アルコキシ、アルケニル、アルケニレン、アルキニル、アルキニレン、アルキルアミン、シクロアルキル、シクロアルキレン、ヘテロシクロアルキル、ヘテロシクロアルキレンを含む。アルキル鎖は、相互侵入ネットワークの形成中に、架橋に加わり得る。アルキル鎖は、相互侵入ネットワークの形成中に、発色団ポリマーおよび／またはシロキサンネットワークと化学的に会合し得る。さらに、官能性シラン鎖は、バイオコンジュゲーションに適した、カルボキシル、アミン、チオール（−ＳＨ）、カルボキシレートもしくはカルボン酸、マレイミド、無水マレイン酸、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド（ＮＨＳ）、アルコール（−ＯＨ）もしくはシアネート、またはその組合せを含む官能基（「Ｘ」）を含むことができる。いくつかの実施形態では、ハイブリッドポリマードットは、バイオコンジュゲーションに適した官能性種で官能化された表面を有する。
【００８７】
図１４は、シラン鎖およびバイオコンジュゲーションのための官能性鎖を含むコンジュゲートポリマーの一般的な概略図を提供する。いくつかの実施形態では、半導体発色団ポリマーは、
【化７】
2019527248.tif 000009
から選択され得る複数の単位Ｍを含むことができ、
式中、
ＲＦは、
【化８】
2019527248.tif 000010
であり、
Ａ０、Ａ３、Ａ６は、それぞれ独立に、ＣｎＨ２ｎまたはＣｎＦ２ｎであり、Ａ１、Ａ２、Ａ４、Ａ５、Ａ７は、それぞれ独立に、ＣｍＨ２ｍ＋１またはＣｍＦ２ｍ＋１であり、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４は、それぞれ独立に、限定されるものではないが、アミン、カルボキシレートもしくはカルボン酸、マレイミド、無水マレイン酸、チオール（−ＳＨ）、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド（ＮＨＳ）または本明細書に記載の他の官能基のいずれかを含む１つまたは複数の活性基を含有する官能基であり、ｎは１以上であり、そしてｍは１以上である。いくつかの実施形態では、ｎは、２以上であるか、３以上であるか、４以上であるか、５以上であるか、６以上であるか、７以上であるか、８以上であるか、９以上であるか、または１０以上である。いくつかの実施形態では、ｎは２以上である。いくつかの実施形態では、ｎは４０以下である。いくつかの実施形態では、ｎは２０以下である。いくつかの実施形態では、ｎは１以上であり、そして２０以下である。いくつかの実施形態では、ｎは２以上であり、そして２０以下である。いくつかの実施形態では、ｍは、２以上、３以上、４以上、５以上、６以上、７以上、８以上、９以上、または１０以上である。いくつかの実施形態では、ｍは３以上である。いくつかの実施形態では、ｍは６以上である。いくつかの実施形態では、ｍは、５以下、６以下、７以下、８以下、９以下、または１０以下である。いくつかの実施形態では、ｍは２０以下である。いくつかの実施形態では、ｍは４０以下である。いくつかの実施形態では、ｍは６０以下である。いくつかの実施形態では、ｍは１以上であり、そして２０以下である。
【００８８】
いくつかの実施形態では、半導体発色団ポリマーは、バイオコンジュゲーションに適した官能基（Ｘ）、およびアルコキシシリルまたはアルキルシリルを含むことができる。
【００８９】
いくつかの実施形態では、シロキサンネットワークは、
【化９】
2019527248.tif 000011
からなる群から選択される単位を含むことができる複数の相互連結単位を含むことができ、
式中、Ａ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３は、それぞれ独立に、ＣｐＨ２ｐ＋１、ＣｐＦ２ｐ＋１、ＣｐＨ２ｐＸまたはＣｐＦ２ｐＸであり、ＤはＬＸであり、ここで、Ｌはリンカー部分であり、ｐは１以上である。いくつかの実施形態では、ｐは２以上であるか、ｐは３以上であるか、ｐは４以上、５以上、６以上、７以上、８以上、９以上、または１０以上である。いくつかの実施形態では、ｐは６以上である。いくつかの実施形態では、ｐは２０以下である。いくつかの実施形態では、ｐは４０以下である。いくつかの実施形態では、ｐは６０以下である。いくつかの実施形態では、ｐは６以上であり、そして２０以下である。いくつかの実施形態では、ｐは６以上であり、そして１５以下である。いくつかの実施形態では、ｐは６以上であり、そして１０以下である。
【００９０】
いくつかの実施形態では、オルガノシランは、シロキサンネットワークを含むハイブリッドポリマードットを形成するために使用され、そしてこのハイブリッドポリマードット中のシロキサンネットワークおよび／またはその成分（例えば、ケイ素）の重量パーセントは、所望に応じて変えることができる。いくつかの実施形態では、シロキサンネットワークおよび／またはその成分（例えば、ケイ素）の重量パーセントは、得られるハイブリッドポリマードット中のコア−シェル構造の形成を回避するように選択される。特定の実施形態では、ハイブリッドポリマードット中のシロキサンネットワーク由来のケイ素の重量パーセントは、約１％に等しいかもしくはそれより低いか、約５％に等しいかもしくはそれより低いか、約１０％に等しいかもしくはそれより低いか、約１５％に等しいかもしくはそれより低いか、約２０％に等しいかもしくはそれより低いか、約２５％に等しいかもしくはそれより低いか、約３０％に等しいかもしくはそれより低いか、約３５％に等しいかもしくはそれより低いか、約４０％に等しいかもしくはそれより低いか、約４５％に等しいかもしくはそれより低いか、または約４７％に等しいかもしくはそれより低い。特定の実施形態では、ハイブリッドポリマードット中のシロキサンネットワーク由来のケイ素の重量パーセントは、約１％に等しいかもしくはそれより高いか、約５％に等しいかもしくはそれより高いか、約１０％に等しいかもしくはそれより高いか、約１５％に等しいかもしくはそれより高いか、約２０％に等しいかもしくはそれより高いか、約２５％に等しいかもしくはそれより高いか、約３０％に等しいかもしくはそれより高いか、約３５％に等しいかもしくはそれより高いか、約４０％に等しいかもしくはそれより高いか、または約４５％に等しいかもしくはそれより高い。特定の実施形態では、ハイブリッドポリマードット中のシロキサンネットワーク由来のケイ素の重量パーセントは、約１％〜約４５％の範囲内、または約１％〜約４７％の範囲内である。
【００９１】
いくつかの実施形態では、ポリマードットは、少なくとも２つの直交型反応性化学基を含むことができる。いくつかの実施形態では、ポリマードットが含む少なくとも２つの直交型反応性化学基のうちの１つは、式ＣｎＨ２ｎＸまたはＣｎＦ２ｎＸを有し、式中、Ｘはバイオコンジュゲーションに適した官能基であり、ｎは１以上である。いくつかの実施形態では、ポリマードットの少なくとも２つの直交型反応性化学基のうちの１つは、Ｘを含み、ここで、Ｘは、バイオコンジュゲーションに適した官能基である。半導体発色団ポリマーは、少なくとも２つの直交型反応性化学基を含むことができる。いくつかの実施形態では、半導体発色団ポリマーが含む少なくとも２つの直交型反応性化学基のうちの１つは、式ＣｎＨ２ｎＸまたはＣｎＦ２ｎＸを有し、式中、Ｘは、バイオコンジュゲーションに適した官能基であり、ｎは１以上である。いくつかの実施形態では、ｎは２以上であるか、ｎは３以上であるか、ｎは、４以上、５以上、６以上、７以上、８以上、９以上、または１０以上である。いくつかの実施形態では、ｎは６以上である。いくつかの実施形態では、ｎは２０以下である。いくつかの実施形態では、ｎは４０以下である。いくつかの実施形態では、ｎは６０以下である。いくつかの実施形態では、ｎは６以上であり、そして２０以下である。いくつかの実施形態では、ｎは６以上であり、そして１５以下である。いくつかの実施形態では、ｎは６以上であり、そして１０以下である。
ハイブリッドポリマードットにおいて使用するための発色団ポリマー
【００９２】
本明細書に記載のハイブリッドポリマードットは、様々なタイプの発色団ポリマー、例えば、本明細書に記載の発色団ポリマータイプの１種類または複数を含むことができる。ハイブリッドポリマードットは、安定なサブミクロンの大きさの粒子に既に崩壊されている１つまたは複数の発色団ポリマー（例えば、半導体発色団ポリマー）を含むことができる。
【００９３】
いくつかの実施形態では、本開示のハイブリッドポリマードットは、複数のポリマーを含む。特定の実施形態では、ポリマードットは、複数の半導体発色団ポリマーを含むことができる。特定の実施形態では、ハイブリッドポリマードットは、発色団ポリマーおよび非発色団ポリマーのブレンドを含むことができる。特定の実施形態では、ハイブリッドポリマードットは、半導体発色団ポリマーのブレンドを含むことができる。特定の実施形態では、ハイブリッドポリマードットは、半導体発色団ポリマーのブレンドを含む。ブレンドは、ホモポリマー、コポリマーおよびオリゴマーの任意の組合せを含むことができる。ハイブリッドポリマードットを形成するために使用されるポリマーブレンドは、得られるポリマー粒子の特性を調整するため、例えば、ハイブリッドポリマードットに関して所望の励起または発光スペクトルを達成するために選択されてよい。
【００９４】
ハイブリッドポリマードットは、固定の、規則的なまたはランダムな配置構成および比で組み合わされ得る、１つまたは複数の繰り返し単位を含むポリマーを含むことができる。繰り返し単位は、モノマー、または芳香族もしくは複素環式単位などのポリマー全体を通して生じる化学モチーフであってよい。ポリマーは、ハロゲン化、例えば、フッ素化、塩素化、ホウ素化またはヨウ素化されていてもよい。ポリマー、繰り返し単位またはモノマーは、１つまたは複数の位置でハロゲン化することができる。ハロゲン化ポリマー、例えば、フッ素化ポリマーは、ハロゲン化されていない類似ポリマーが提供し得るよりも高いレベルの蛍光を提供することができる。
【００９５】
発色団ポリマータイプの任意の適切な数および組合せ、例えば１つもしくは複数の発色団ポリマー、２つもしくはそれよりも多い発色団ポリマー、３つもしくはそれよりも多い発色団ポリマー、４つもしくはそれよりも多い発色団ポリマー、５つもしくはそれよりも多い発色団ポリマー、６つもしくはそれよりも多い発色団ポリマー、７つもしくはそれよりも多い発色団ポリマー、８つもしくはそれよりも多い発色団ポリマー、９つもしくはそれよりも多い発色団ポリマー、１０個もしくはそれよりも多い発色団ポリマー、５０個もしくはそれよりも多い発色団ポリマー、または１００個もしくはそれよりも多い発色団ポリマーを、本明細書に記載のハイブリッドポリマードットに組み込むことができる。
【００９６】
発色団ポリマーは、ホモポリマーまたはヘテロポリマーであってよい。様々な実施形態では、発色団ポリマーは、半導体ポリマー、非半導体ポリマーまたはその組合せであってよい。例えば、いくつかの半導体ポリマーが、本開示によるハイブリッドポリマードットにおいて使用するのに適している。全可視スペクトルを含む、ＵＶから赤外の範囲の発光波長を有する半導体ポリマーが開発されている。半導体ポリマーの例には、限定されるものではないが、ポリ（９，９−ジヘキシルフルオレニル−２，７−ジイル）（ＰＤＨＦ）に基づく、およびポリ（９，９−ジオクチルフルオレニル−２，７−ジイル）（ＰＦＯ）−に基づくポリマーを含む、ポリフルオレンに基づくポリマー、限定されるものではないが、ポリ［｛９，９−ジオクチル−２，７−ジビニレン−フルオレニレン｝−ａｌｔ−ｃｏ−｛２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシルオキシ）−１，４−フェニレン｝］（ＰＦＰＶ）に基づく、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレニル−２，７−ジイル）−ｃｏ−（１，４−ベンゾ−｛２，１，３｝−チアジアゾール）］（ＰＦＢＴ）に基づく、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレニル−２，７−ジイル）−ｃｏ−（４，７−ジ−２−チエニル−２，１，３−ベンゾチアジアゾール）］（ＰＦＴＢＴ）に基づく、およびポリ［（９，９−ジオクチルフルオレニル−２，７−ジイル）−ｃｏ−（４，７−ジ−２−チエニル−２，１，３−ベンゾチアジアゾール）］（ＰＦ−０．１  ＴＢＴ）に基づくポリマーを含む、フルオレンに基づくコポリマー、限定されるものではないが、ポリ［２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシルオキシ）−１，４−フェニレンビニレン］（ＭＥＨ−ＰＰＶ）に基づく、およびポリ［２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシルオキシ）−１，４−（１−シアノビニレン−１，４−フェニレン）］（ＣＮ−ＰＰＶ）に基づくポリマーを含む、フェニレンビニレンに基づくポリマー、限定されるものではないが、ポリ（２，５−ジ（３’，７’−ジメチルオクチル）フェニレン−１，４−エチニレン（ＰＰＥ）に基づくポリマーを含むフェニレンエチニレンに基づくポリマー、またはその組合せが含まれるが、それらに限定されない。
【００９７】
多種多様な発色団ポリマー構造が、様々な実施形態および本開示の実施形態による使用に適している。いくつかの実施形態では、発色団ポリマーは、鎖状ポリマーである。他の実施形態では、発色団ポリマーは、分岐ポリマーである。特定の実施形態では、発色団ポリマーは、デンドリマーである。特定の実施形態では、発色団ポリマーは、ブラシ型ポリマーである。特定の実施形態では、発色団ポリマーは、スターポリマーである。
【００９８】
いくつかの実施形態では、発色団ポリマーは、末端モノマー単位上で、例えば、カルボキシル、アミン、チオール、エステル、スクシンイミジルエステル、アジド、アルキン、シクロオクチン、ホスフィンまたは類似の官能基で官能化されたポリマーを含有する。このようなポリマーの例には、ポリ（メタ）アクリレートポリマー、ポリアクリルアミドポリマー、ポリイソブチレン、ポリジエン、ポリフェニレン、ポリエチレン、ポリ（エチレングリコール）、ポリラクチド、ポリスチレン、ポリシロキサン、ポリ（ビニルピリジン）、ポリ（ビニルピロリドン）、ポリウレタン、そのブロックコポリマー、そのランダムまたは交互コポリマー等が含まれるが、それらに限定されない。
【００９９】
本開示のいくつかの実施形態では、本明細書で提供されるハイブリッドポリマードットは、ポリ［２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシルオキシ）−１，４−（１−シアノビニレン−１，４−フェニレン）］としても公知の、輝度が高く、コンパクトで、橙色光を発光する半導体ポリマー粒子である、ポリマーＣＮ−ＰＰＶを含む。特定の実施形態では、ＣＮ−ＰＰＶは、吸収断面積が大きい、量子収率が高い、および発光速度が速いなどの優れた蛍光特性を有する。いくつかの実施形態では、ハイブリッドポリマードットは、ＣＮ−ＰＰＶから本質的になるポリマーを含む。いくつかの実施形態では、粒子は、ＣＮ−ＰＰＶおよび少なくとも１種類の他の材料を含む。例えば、ＣＮ−ＰＰＶは、コポリマーの一部を形成していてもよく、またはコポリマーもしくは追加の官能性を提供する他の材料と混合することができる。
【０１００】
いくつかの実施形態では、本開示のハイブリッドポリマードットは少なくとも２つの異なる発色団単位を有する半導体コポリマーを含む。例えば、コンジュゲートコポリマーまたは半導体コポリマーは、所与の比で存在するフルオレンおよびベンゾチアゾール発色団単位の両方を含有することができる。半導体コポリマーを合成するのに使用される典型的な発色団単位には、フルオレン単位、フェニレンビニレン単位、フェニレン単位、フェニレンエチニレン単位、ベンゾチアゾール単位、チオフェン単位、カルバゾールフルオレン単位、ホウ素−ジピロメテン単位、スクアライン単位およびその誘導体が含まれるが、それらに限定されない。異なる発色団単位は、ブロックコポリマーにおけるように分離することができ、または混ぜ合わせることができる。いくつかの実施形態では、発色団コポリマーは、主要な発色団種の種類を記述することによって表される。例えば、ＰＦＢＴは、フルオレンおよびベンゾチアゾール単位を特定の比で含有する発色団ポリマーである。いくつかの実施形態では、ダッシュを使用して、少量の発色団種の百分率、次に少量の発色団種の種類を示す。例えば、ＰＦ−０．１  ＢＴは、９０％のＰＦおよび１０％のＢＴを含有する発色団コポリマーである。
【０１０１】
いくつかの実施形態では、本開示のハイブリッドポリマードットは、狭帯域発光性単位（例えば、狭帯域モノマーおよび／または狭帯域単位）を有するポリマーを含む。例えば、本開示は、狭帯域モノマー、例えばＢＯＤＩＰＹおよび／もしくはＢＯＤＩＰＹ誘導体モノマー、スクアラインおよび／もしくはスクアライン誘導体モノマー、金属錯体および／もしくは金属錯体誘導体モノマー、ポルフィリンおよび／もしくはポルフィリン誘導体モノマー、メタロポルフィリンおよび／もしくはメタロポルフィリン誘導体モノマー、フタロシアニンおよび／もしくはフタロシアニン（ｐｈｔｈａｌｏｃｙｎａｎｉｎｅ）誘導体モノマー、ランタニド錯体および／もしくはランタニド錯体誘導体モノマー、ペリレンおよび／もしくはペリレン誘導体モノマー、シアニンおよび／もしくはシアニン誘導体モノマー、ローダミンおよび／もしくはローダミン誘導体モノマー、クマリンおよび／もしくはクマリン誘導体モノマー、ならびに／またはキサンテンおよび／もしくはキサンテン誘導体モノマーを含むホモポリマーまたはヘテロポリマーを含むことができる。特定の実施形態では、狭帯域単位は、例えば、ポリマードットに包埋されているか、または結合している狭帯域モノマーまたは蛍光ナノ粒子である。
【０１０２】
いくつかの実施形態では、ハイブリッドポリマードットは、フルオレンポリマー、フルオレンに基づくポリマーもしくはコポリマー、フェニレンビニレンに基づくポリマーもしくはコポリマー、フェニレンエチニレンに基づくポリマーもしくはコポリマー、およびＢＯＤＩＰＹに基づくポリマーもしくはコポリマーを含むことができる。いくつかの実施形態では、ハイブリッドポリマードットは、ポリ（９，９−ジヘキシルフルオレニル−２，７−ジイル）（ＰＤＨＦ）、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレニル−２，７−ジイル）（ＰＦＯ）、ポリ［｛９，９−ジオクチル−２，７−ジビニレン−フルオレニレン｝−ａｌｔ−ｃｏ−｛２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシルオキシ）−１，４−フェニレン｝］（ＰＦＰＶ）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレニル−２，７−ジイル）−ｃｏ−（１，４−ベンゾ−｛２，１，３｝−チアジアゾール）］（ＰＦＢＴ）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレニル−２，７−ジイル）−ｃｏ−（４，７−ジ−２−チエニル−２，１，３−ベンゾチアジアゾール）］（ＰＦＴＢＴ）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレニル−２，７−ジイル）−９−ｃｏ−（４，７−ジ−２−チエニル−２，１，３−ベンゾチアジアゾール）］（ＰＦ−０．１ＴＢＴ）、ポリ［２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシルオキシ）−１，４−フェニレンビニレン］（ＭＥＨ−ＰＰＶ）、ポリ［２−メトキシ−５−（２−エチルへキシルオキシ）−１，４−（１−シアノビニレン−１，４−フェニレン）］（ＣＮ−ＰＰＶ）、ＢＯＤＩＰＹ  ５７０、ＢＯＤＩＰＹ  ５９０、またはＢＯＤＩＰＹ  ６９０を含むことができる。
【０１０３】
いくつかの実施形態では、ハイブリッドポリマードットは、ＢＯＤＩＰＹ誘導体を含むことができる。このＢＯＤＩＰＹ誘導体は、式（Ｉ）：
【化１０】
2019527248.tif 000012
の構造を有することができ、式中、Ｒ１、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂ、Ｒ４ＡおよびＲ４Ｂのそれぞれは、水素（Ｈ）、重水素（Ｄ）、ハロゲン、直鎖または分枝鎖アルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、ヘテロシクロアルキレン、アルコキシ、アリール、ヒドロキシル、シアノ、ニトロ、エーテルおよびその誘導体、エステルおよびその誘導体、アルキルケトン、アルキルエステル、アリールエステル、アルキニル、アルキルアミン、フルオロアルキル、フルオロアリール、およびポリアルカレン（例えばメトキシエトキシエトキシ、エトキシエトキシ、および−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｎＯＨ、ｎ＝１〜５０）、フェニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フェニル、ピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピリジル、ビピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ビピリジル  トリピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換トリピリジル、フリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フリル、チエニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換チエニル、ピロリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピロリル、ピラゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピラゾリル、オキサゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換オキサゾリル、チアゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換チアゾリル、イミダゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換イミダゾリル、ピラジニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピラジニル、ベンゾオキサジゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ベンゾオキサジゾリル、ベンゾチアジゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ベンゾチアジゾリル、フルオレニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フルオレニル、トリフェニルアミニル置換フルオレニル、ジフェニルアミニル置換フルオレニル、アルキル置換カルバゾリル、アルキル置換トリフェニルアミニルおよびアルキル置換チオフェニルからなる群から独立に選択することができるが、これらに限定されない。例示的な実施形態として、アルキル置換フェニルには、２−アルキルフェニル、３−アルキルフェニル、４−アルキルフェニル、２，４−ジアルキルフェニル、３，５−ジアルキルフェニル、３，４−ジアルキルフェニルが含まれ得る。アルキル置換フルオレニルには、９，９−ジアルキル置換フルオレニル、７−アルキル−９，９−ジアルキル置換フ���オレニル、６−アルキル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、７−トリフェニルアミニル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、および７−ジフェニルアミニル−９，９−ジアルキル置換フルオレニルが含まれ得る。アルキル置換カルバゾリルには、Ｎ−アルキル置換カルバゾリル、６−アルキル置換カルバゾリル、および７−アルキル置換カルバゾリルが含まれ得る。アルキル置換トリフェニルアミニルには、４’−アルキル置換トリフェニルアミニル、３’−アルキル置換トリフェニルアミニル、３’，４’−ジアルキル置換トリフェニルアミニル、および４’，４’’−アルキル置換トリフェニルアミニルが含まれ得る。アルキル置換チオフェニルには、２−アルキルチオフェニル、３−アルキルチオフェニル、および４−アルキルチオフェニル、Ｎ−ジアルキル−４−フェニル、Ｎ−ジフェニル−４−フェニル、およびＮ−ジアルコキシフェニル−４−フェニルが含まれ得る。狭帯域モノマーを、Ｒ１、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂ、Ｒ４Ａ、Ｒ４Ｂまたはこれらの組合せへの少なくとも１つの結合によって、ポリマー骨格に組み込むことができ（例えば、上記ポリマーにおいて重合させることができ）、かつ／またはポリマーの骨格、末端もしくは側鎖に共有結合により結合させることができる。
【０１０４】
いくつかの実施形態では、本開示のハイブリッドポリマードットは、式（ＩＩ）：
【化１１】
2019527248.tif 000013
の構造を有する狭帯域モノマーを含むポリマーを含み、式中、Ｒ１、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂ、Ｒ４ＡおよびＲ４Ｂのそれぞれは、水素（Ｈ）、重水素（Ｄ）、ハロゲン、直鎖または分枝鎖アルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、ヘテロシクロアルキレン、アルコキシ、アリール、ヒドロキシル、シアノ、ニトロ、エーテルおよびその誘導体、エステルおよびその誘導体、アルキルケトン、アルキルエステル、アリールエステル、アルキニル、アルキルアミン、フルオロアルキル、フルオロアリール、およびポリアルカレン（例えばメトキシエトキシエトキシ、エトキシエトキシ、および−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｎＯＨ、ｎ＝１〜５０）、フェニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フェニル、ピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピリジル、ビピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ビピリジル  トリピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換トリピリジル、フリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フリル、チエニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換チエニル、ピロリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピロリル、ピラゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピラゾリル、オキサゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換オキサゾリル、チアゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換チアゾリル、イミダゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換イミダゾリル、ピラジニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピラジニル、ベンゾオキサジゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ベンゾオキサジゾリル、ベンゾチアジゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ベンゾチアジゾリル、フルオレニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フルオレニル、トリフェニルアミニル置換フルオレニル、ジフェニルアミニル置換フルオレニル、アルキル置換カルバゾリル、アルキル置換トリフェニルアミニルおよびアルキル置換チオフェニルからなる群から独立に選択することができるが、これらに限定されない。例示的な実施形態として、アルキル置換フェニルには、２−アルキルフェニル、３−アルキルフェニル、４−アルキルフェニル、２，４−ジアルキルフェニル、３，５−ジアルキルフェニル、３，４−ジアルキルフェニルが含まれ得る。アルキル置換フルオレニルには、９，９−ジアルキル置換フルオレニル、７−アルキル−���，９−ジアルキル置換フルオレニル、６−アルキル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、７−トリフェニルアミニル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、および７−ジフェニルアミニル−９，９−ジアルキル置換フルオレニルが含まれ得る。アルキル置換カルバゾリルには、Ｎ−アルキル置換カルバゾリル、６−アルキル置換カルバゾリル、および７−アルキル置換カルバゾリルが含まれ得る。アルキル置換トリフェニルアミニルには、４’−アルキル置換トリフェニルアミニル、３’−アルキル置換トリフェニルアミニル、３’，４’−ジアルキル置換トリフェニルアミニル、および４’，４’’−アルキル置換トリフェニルアミニルが含まれ得る。アルキル置換チオフェニルには、２−アルキルチオフェニル、３−アルキルチオフェニル、および４−アルキルチオフェニル、Ｎ−ジアルキル−４−フェニル、Ｎ−ジフェニル−４−フェニル、およびＮ−ジアルコキシフェニル−４−フェニルが含まれ得る。狭帯域モノマーを、Ｒ１、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂ、Ｒ４Ａ、Ｒ４Ｂまたはこれらの組合せへの少なくとも１つの結合によって、ポリマー骨格に組み込むことができ（例えば、上記ポリマーにおいて重合させることができ）、かつ／またはポリマーの骨格、末端もしくは側鎖に共有結合により結合させることができる。モノマーは、例えば、Ｒ３ＡおよびＲ３Ｂ基に結合させることによってポリマー骨格と統合することができる。
【０１０５】
いくつかの実施形態では、本開示のハイブリッドポリマードットは、式（ＩＩＩ）：
【化１２】
2019527248.tif 000014
の構造を有する狭帯域モノマーを含むポリマーを含み、式中、Ｒ１、Ｒ２ＡおよびＲ２Ｂのそれぞれは、水素（Ｈ）、重水素（Ｄ）、ハロゲン、直鎖または分枝鎖アルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、ヘテロシクロアルキレン、アルコキシ、アリール、ヒドロキシル、シアノ、ニトロ、エーテルおよびその誘導体、エステルおよびその誘導体、アルキルケトン、アルキルエステル、アリールエステル、アルキニル、アルキルアミン、フルオロアルキル、フルオロアリール、およびポリアルカレン（例えばメトキシエトキシエトキシ、エトキシエトキシ、および−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｎＯＨ、ｎ＝１〜５０）、フェニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フェニル、ピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピリジル、ビピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ビピリジル  トリピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換トリピリジル、フリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フリル、チエニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換チエニル、ピロリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピロリル、ピラゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピラゾリル、オキサゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換オキサゾリル、チアゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換チアゾリル、イミダゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換イミダゾリル、ピラジニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピラジニル、ベンゾオキサジゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ベンゾオキサジゾリル、ベンゾチアジゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ベンゾチアジゾリル、フルオレニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フルオレニル、トリフェニルアミニル置換フルオレニル、ジフェニルアミニル置換フルオレニル、アルキル置換カルバゾリル、アルキル置換トリフェニルアミニルおよびアルキル置換チオフェニルからなる群から独立に選択することができるが、これらに限定されない。例示的な実施形態として、アルキル置換フェニルには、２−アルキルフェニル、３−アルキルフェニル、４−アルキルフェニル、２，４−ジアルキルフェニル、３，５−ジアルキルフェニル、３，４−ジアルキルフェニルが含まれ得る。アルキル置換フルオレニルには、９，９−ジアルキル置換フルオレニル、７−アルキル−９，９−ジアルキル置換フルオレニ���、６−アルキル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、７−トリフェニルアミニル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、および７−ジフェニルアミニル−９，９−ジアルキル置換フルオレニルが含まれ得る。アルキル置換カルバゾリルには、Ｎ−アルキル置換カルバゾリル、６−アルキル置換カルバゾリル、および７−アルキル置換カルバゾリルが含まれ得る。アルキル置換トリフェニルアミニルには、４’−アルキル置換トリフェニルアミニル、３’−アルキル置換トリフェニルアミニル、３’，４’−ジアルキル置換トリフェニルアミニル、および４’，４’’−アルキル置換トリフェニルアミニルが含まれ得る。アルキル置換チオフェニルには、２−アルキルチオフェニル、３−アルキルチオフェニル、および４−アルキルチオフェニル、Ｎ−ジアルキル−４−フェニル、Ｎ−ジフェニル−４−フェニル、およびＮ−ジアルコキシフェニル−４−フェニルが含まれ得る。狭帯域モノマーを、例えばＲ１、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂまたはこれらの組合せへの少なくとも１つの結合によって、ポリマー骨格に組み込むことができ（例えば、上記ポリマーにおいて重合させることができ）、かつ／またはポリマーの骨格、末端もしくは側鎖に共有結合により結合させることができる。括弧は、ポリマー骨格とのモノマーの結合点を示している。
【０１０６】
いくつかの実施形態では、本開示のハイブリッドポリマードットは、式（ＩＶ）：
【化１３】
2019527248.tif 000015
の構造を有する狭帯域モノマーを含むポリマーを含み、式中、Ｒ１、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ３Ａ、およびＲ３Ｂのそれぞれは、水素（Ｈ）、重水素（Ｄ）、ハロゲン、直鎖または分枝鎖アルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、ヘテロシクロアルキレン、アルコキシ、アリール、ヒドロキシル、シアノ、ニトロ、エーテルおよびその誘導体、エステルおよびその誘導体、アルキルケトン、アルキルエステル、アリールエステル、アルキニル、アルキルアミン、フルオロアルキル、フルオロアリール、およびポリアルカレン（例えばメトキシエトキシエトキシ、エトキシエトキシ、および−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｎＯＨ、ｎ＝１〜５０）、フェニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フェニル、ピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピリジル、ビピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ビピリジル  トリピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換トリピリジル、フリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フリル、チエニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換チエニル、ピロリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピロリル、ピラゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピラゾリル、オキサゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換オキサゾリル、チアゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換チアゾリル、イミダゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換イミダゾリル、ピラジニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピラジニル、ベンゾオキサジゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ベンゾオキサジゾリル、ベンゾチアジゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ベンゾチアジゾリル、フルオレニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フルオレニル、トリフェニルアミニル置換フルオレニル、ジフェニルアミニル置換フルオレニル、アルキル置換カルバゾリル、アルキル置換トリフェニルアミニルおよびアルキル置換チオフェニルからなる群から独立に選択することができるが、これらに限定されない。例示的な実施形態として、アルキル置換フェニルには、２−アルキルフェニル、３−アルキルフェニル、４−アルキルフェニル、２，４−ジアルキルフェニル、３，５−ジアルキルフェニル、３，４−ジアルキルフェニルが含まれ得る。アルキル置換フルオレニルには、９，９−ジアルキル置換フルオレニル、７−アルキル−９，９−ジアル���ル置換フルオレニル、６−アルキル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、７−トリフェニルアミニル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、および７−ジフェニルアミニル−９，９−ジアルキル置換フルオレニルが含まれ得る。アルキル置換カルバゾリルには、Ｎ−アルキル置換カルバゾリル、６−アルキル置換カルバゾリル、および７−アルキル置換カルバゾリルが含まれ得る。アルキル置換トリフェニルアミニルには、４’−アルキル置換トリフェニルアミニル、３’−アルキル置換トリフェニルアミニル、３’，４’−ジアルキル置換トリフェニルアミニル、および４’，４’’−アルキル置換トリフェニルアミニルが含まれ得る。アルキル置換チオフェニルには、２−アルキルチオフェニル、３−アルキルチオフェニル、および４−アルキルチオフェニル、Ｎ−ジアルキル−４−フェニル、Ｎ−ジフェニル−４−フェニル、およびＮ−ジアルコキシフェニル−４−フェニルが含まれ得る。狭帯域モノマーを、Ｒ１、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ３Ａ、およびＲ３Ｂまたはこれらの組合せへの少なくとも１つの結合によって、ポリマー骨格に組み込むことができ（例えば、上記ポリマーにおいて重合させることができ）、かつ／またはポリマーの骨格、末端もしくは側鎖に共有結合により結合させることができる。
【０１０７】
いくつかの実施形態では、本開示のハイブリッドポリマードットは、式（Ｖ）：
【化１４】
2019527248.tif 000016
の構造を有する狭帯域モノマーを含むポリマーを含み、式中、Ｒ１、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂ、Ｒ４Ａ、Ｒ４Ｂ、Ｒ５Ａ、およびＲ５Ｂのそれぞれは、水素（Ｈ）、重水素（Ｄ）、ハロゲン、直鎖または分枝鎖アルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、ヘテロシクロアルキレン、アルコキシ、アリール、ヒドロキシル、シアノ、ニトロ、エーテルおよびその誘導体、エステルおよびその誘導体、アルキルケトン、アルキルエステル、アリールエステル、アルキニル、アルキルアミン、フルオロアルキル、フルオロアリール、およびポリアルカレン（例えばメトキシエトキシエトキシ、エトキシエトキシ、および−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｎＯＨ、ｎ＝１〜５０）、フェニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フェニル、ピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピリジル、ビピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ビピリジル  トリピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換トリピリジル、フリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フリル、チエニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換チエニル、ピロリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピロリル、ピラゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピラゾリル、オキサゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換オキサゾリル、チアゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換チアゾリル、イミダゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換イミダゾリル、ピラジニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピラジニル、ベンゾオキサジゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ベンゾオキサジゾリル、ベンゾチアジゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ベンゾチアジゾリル、フルオレニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フルオレニル、トリフェニルアミニル置換フルオレニル、ジフェニルアミニル置換フルオレニル、アルキル置換カルバゾリル、アルキル置換トリフェニルアミニルおよびアルキル置換チオフェニルからなる群から独立に選択することができるが、これらに限定されない。例示的な実施形態として、アルキル置換フェニルには、２−アルキルフェニル、３−アルキルフェニル、４−アルキルフェニル、２，４−ジアルキルフェニル、３，５−ジアルキルフェニル、３，４−ジアルキルフェニルが含まれ得る。アルキル置換フルオレニルには、９，９−ジアルキル置換フルオレニ���、７−アルキル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、６−アルキル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、７−トリフェニルアミニル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、および７−ジフェニルアミニル−９，９−ジアルキル置換フルオレニルが含まれ得る。アルキル置換カルバゾリルには、Ｎ−アルキル置換カルバゾリル、６−アルキル置換カルバゾリル、および７−アルキル置換カルバゾリルが含まれ得る。アルキル置換トリフェニルアミニルには、４’−アルキル置換トリフェニルアミニル、３’−アルキル置換トリフェニルアミニル、３’，４’−ジアルキル置換トリフェニルアミニル、および４’，４’’−アルキル置換トリフェニルアミニルが含まれ得る。アルキル置換チオフェニルには、２−アルキルチオフェニル、３−アルキルチオフェニル、および４−アルキルチオフェニル、Ｎ−ジアルキル−４−フェニル、Ｎ−ジフェニル−４−フェニル、およびＮ−ジアルコキシフェニル−４−フェニルが含まれ得る。狭帯域モノマーを、例えばＲ１、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂ、Ｒ４Ａ、Ｒ４Ｂ、Ｒ５Ａ、Ｒ５Ｂまたはこれらの組合せへの少なくとも１つの結合によって、ポリマー骨格に組み込むことができ（例えば、上記ポリマーにおいて共重合させることができ）、かつ／またはポリマーの骨格、末端もしくは側鎖に共有結合により結合させることができる。特定の実施形態では、狭帯域モノマーは、Ｒ５ＡおよびＲ５Ｂ基に結合させることによって骨格に統合することができる。
【０１０８】
いくつかの実施形態では、本開示のハイブリッドポリマードットは、式（ＶＩ）：
【化１５】
2019527248.tif 000017
の構造を有する狭帯域モノマーを含むポリマーを含み、式中、Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂ、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ３ＡおよびＲ３Ｂのそれぞれは、水素（Ｈ）、重水素（Ｄ）、ハロゲン、直鎖または分枝鎖アルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、ヘテロシクロアルキレン、アルコキシ、アリール、ヒドロキシル、シアノ、ニトロ、エーテルおよびその誘導体、エステルおよびその誘導体、アルキルケトン、アルキルエステル、アリールエステル、アルキニル、アルキルアミン、フルオロアルキル、フルオロアリール、およびポリアルカレン（例えばメトキシエトキシエトキシ、エトキシエトキシ、および−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｎＯＨ、ｎ＝１〜５０）、フェニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フェニル、ピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピリジル、ビピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ビピリジル  トリピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換トリピリジル、フリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フリル、チエニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換チエニル、ピロリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピロリル、ピラゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピラゾリル、オキサゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換オキサゾリル、チアゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換チアゾリル、イミダゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換イミダゾリル、ピラジニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピラジニル、ベンゾオキサジゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ベンゾオキサジゾリル、ベンゾチアジゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ベンゾチアジゾリル、フルオレニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フルオレニル、トリフェニルアミニル置換フルオレニル、ジフェニルアミニル置換フルオレニル、アルキル置換カルバゾリル、アルキル置換トリフェニルアミニルおよびアルキル置換チオフェニルからなる群から独立に選択することができるが、これらに限定されない。例示的な実施形態として、アルキル置換フェニルには、２−アルキルフェニル、３−アルキルフェニル、４−アルキルフェニル、２，４−ジアルキルフェニル、３，５−ジアルキルフェニル、３，４−ジアルキルフェニルが含まれ得る。アルキル置換フルオレニルには、９，９−ジアルキル置換フルオレニル、７−アルキル−９，９���ジアルキル置換フルオレニル、６−アルキル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、７−トリフェニルアミニル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、および７−ジフェニルアミニル−９，９−ジアルキル置換フルオレニルが含まれ得る。アルキル置換カルバゾリルには、Ｎ−アルキル置換カルバゾリル、６−アルキル置換カルバゾリル、および７−アルキル置換カルバゾリルが含まれ得る。アルキル置換トリフェニルアミニルには、４’−アルキル置換トリフェニルアミニル、３’−アルキル置換トリフェニルアミニル、３’，４’−ジアルキル置換トリフェニルアミニル、および４’，４’’−アルキル置換トリフェニルアミニルが含まれ得る。アルキル置換チオフェニルには、２−アルキルチオフェニル、３−アルキルチオフェニル、および４−アルキルチオフェニル、Ｎ−ジアルキル−４−フェニル、Ｎ−ジフェニル−４−フェニル、およびＮ−ジアルコキシフェニル−４−フェニルが含まれ得る。狭帯域モノマーを、Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂ、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂまたはこれらの組合せへの少なくとも１つの結合によって、ポリマー骨格に組み込むことができ（例えば、上記ポリマーにおいて重合させることができ）、かつ／またはポリマーの骨格、末端もしくは側鎖に共有結合により結合させることができる。
【０１０９】
いくつかの実施形態では、本開示のハイブリッドポリマードットは、式（ＶＩＩ）：
【化１６】
2019527248.tif 000018
の構造を有する狭帯域モノマーを含むポリマーを含み、式中、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂ、Ｒ４Ａ、Ｒ４Ｂ、Ｒ５ＡおよびＲ５Ｂのそれぞれは、水素（Ｈ）、重水素（Ｄ）、ハロゲン、直鎖または分枝鎖アルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、ヘテロシクロアルキレン、アルコキシ、アリール、ヒドロキシル、シアノ、ニトロ、エーテルおよびその誘導体、エステルおよびその誘導体、アルキルケトン、アルキルエステル、アリールエステル、アルキニル、アルキルアミン、フルオロアルキル、フルオロアリール、およびポリアルカレン（例えばメトキシエトキシエトキシ、エトキシエトキシ、および−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｎＯＨ、ｎ＝１〜５０）、フェニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フェニル、ピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピリジル、ビピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ビピリジル  トリピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換トリピリジル、フリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フリル、チエニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換チエニル、ピロリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピロリル、ピラゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピラゾリル、オキサゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換オキサゾリル、チアゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換チアゾリル、イミダゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換イミダゾリル、ピラジニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピラジニル、ベンゾオキサジゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ベンゾオキサジゾリル、ベンゾチアジゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ベンゾチアジゾリル、フルオレニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フルオレニル、トリフェニルアミニル置換フルオレニル、ジフェニルアミニル置換フルオレニル、アルキル置換カルバゾリル、アルキル置換トリフェニルアミニルおよびアルキル置換チオフェニルからなる群から独立に選択することができるが、これらに限定されない。例示的な実施形態として、アルキル置換フェニルには、２−アルキルフェニル、３−アルキルフェニル、４−アルキルフェニル、２，４−ジアルキルフェニル、３，５−ジアルキルフェニル、３，４−ジアルキルフェニルが含まれ得る。アルキル置換フルオレニルには、９，９−ジアルキル置換フルオレニル、７−���ルキル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、６−アルキル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、７−トリフェニルアミニル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、および７−ジフェニルアミニル−９，９−ジアルキル置換フルオレニルが含まれ得る。アルキル置換カルバゾリルには、Ｎ−アルキル置換カルバゾリル、６−アルキル置換カルバゾリル、および７−アルキル置換カルバゾリルが含まれ得る。アルキル置換トリフェニルアミニルには、４’−アルキル置換トリフェニルアミニル、３’−アルキル置換トリフェニルアミニル、３’，４’−ジアルキル置換トリフェニルアミニル、および４’，４’’−アルキル置換トリフェニルアミニルが含まれ得る。アルキル置換チオフェニルには、２−アルキルチオフェニル、３−アルキルチオフェニル、および４−アルキルチオフェニル、Ｎ−ジアルキル−４−フェニル、Ｎ−ジフェニル−４−フェニル、およびＮ−ジアルコキシフェニル−４−フェニルが含まれ得る。狭帯域モノマーを、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂ、Ｒ４Ａ、Ｒ４Ｂ、Ｒ５Ａ、Ｒ５Ｂまたはこれらの組合せへの少なくとも１つの結合によって、ポリマー骨格に組み込むことができ（例えば、上記ポリマーにおいて重合させることができ）、かつ／またはポリマーの骨格、末端もしくは側鎖に共有結合により結合させることができる。
【０１１０】
いくつかの実施形態では、本開示のハイブリッドポリマードットは、式（ＶＩＩＩ）：
【化１７】
2019527248.tif 000019
の構造を有する狭帯域モノマーを含むポリマーを含み、式中、Ｒ１、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂ、Ｒ４ＡおよびＲ４Ｂのそれぞれは、水素（Ｈ）、重水素（Ｄ）、ハロゲン、直鎖または分枝鎖アルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、ヘテロシクロアルキレン、アルコキシ、アリール、ヒドロキシル、シアノ、ニトロ、エーテルおよびその誘導体、エステルおよびその誘導体、アルキルケトン、アルキルエステル、アリールエステル、アルキニル、アルキルアミン、フルオロアルキル、フルオロアリール、およびポリアルカレン（例えばメトキシエトキシエトキシ、エトキシエトキシ、および−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｎＯＨ、ｎ＝１〜５０）、フェニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フェニル、ピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピリジル、ビピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ビピリジル  トリピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換トリピリジル、フリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フリル、チエニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換チエニル、ピロリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピロリル、ピラゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピラゾリル、オキサゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換オキサゾリル、チアゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換チアゾリル、イミダゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換イミダゾリル、ピラジニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピラジニル、ベンゾオキサジゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ベンゾオキサジゾリル、ベンゾチアジゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ベンゾチアジゾリル、フルオレニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フルオレニル、トリフェニルアミニル置換フルオレニル、ジフェニルアミニル置換フルオレニル、アルキル置換カルバゾリル、アルキル置換トリフェニルアミニルおよびアルキル置換チオフェニルからなる群から独立に選択することができるが、これらに限定されない。例示的な実施形態として、アルキル置換フェニルには、２−アルキルフェニル、３−アルキルフェニル、４−アルキルフェニル、２，４−ジアルキルフェニル、３，５−ジアルキルフェニル、３，４−ジアルキルフェニルが含まれ得る。アルキル置換フルオレニルには、９，９−ジアルキル置換フルオレニル、７−アルキル−���，９−ジアルキル置換フルオレニル、６−アルキル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、７−トリフェニルアミニル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、および７−ジフェニルアミニル−９，９−ジアルキル置換フルオレニルが含まれ得る。アルキル置換カルバゾリルには、Ｎ−アルキル置換カルバゾリル、６−アルキル置換カルバゾリル、および７−アルキル置換カルバゾリルが含まれ得る。アルキル置換トリフェニルアミニルには、４’−アルキル置換トリフェニルアミニル、３’−アルキル置換トリフェニルアミニル、３’，４’−ジアルキル置換トリフェニルアミニル、および４’，４’’−アルキル置換トリフェニルアミニルが含まれ得る。アルキル置換チオフェニルには、２−アルキルチオフェニル、３−アルキルチオフェニル、および４−アルキルチオフェニル、Ｎ−ジアルキル−４−フェニル、Ｎ−ジフェニル−４−フェニル、およびＮ−ジアルコキシフェニル−４−フェニルが含まれ得、そして式中、Ｒ５Ａ、Ｒ５Ｂ、Ｒ６ＡおよびＲ６Ｂのそれぞれは、水素（Ｈ）、重水素（Ｄ）、ハロゲン、直鎖または分枝鎖アルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、ヘテロシクロアルキレン、アルコキシ、アリール、ヒドロキシル、シアノ、ニトロ、エーテルおよびその誘導体、エステルおよびその誘導体、アルキルケトン、アルキルエステル、アリールエステル、アルキニル、アルキルアミン、フルオロアルキル、フルオロアリール、およびポリアルカレン（例えばメトキシエトキシエトキシ、エトキシエトキシ、および−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｎＯＨ、ｎ＝１〜５０）、フェニル、アルキル-（アルコキシ-、アリール-、フルオロアルキル-、フルオロアリール-）置換フェニル、ピリジル、アルキル-（アルコキシ-、アリール-、フルオロアルキル-、フルオロアリール-）置換ピリジル、ビピリジル、アルキル-（アルコキシ-、アリール-、フルオロアルキル-、フルオロアリール-）置換ビピリジル  トリピリジル、アルキル-（アルコキシ-、アリール-、フルオロアルキル-、フルオロアリール-）置換トリピリジル、フリル、アルキル-（アルコキシ-、アリール-、フルオロアルキル-、フルオロアリール-）置換フリル、チエニル、アルキル-（アルコキシ-、アリール-、フルオロアルキル-、フルオロアリール-）置換チエニル、ピロリル、アルキル-（アルコキシ-、アリール-、フルオロアルキル-、フルオロアリール-）置換ピロリル、ピラゾリル、アルキル-（アルコキシ-、アリール-、フルオロアルキル-、フルオロアリール-）置換ピラゾリル、オキサゾリル、アルキル-（アルコキシ-、アリール-、フルオロアルキル-、フルオロアリール-）置換オキサゾリル、チアゾリル、アルキル-（アルコキシ-、アリール-、フルオロアルキル-、フルオロアリール-）置換チアゾリル、イミダゾリル、アルキル-（アルコキシ-、アリール-、フルオロアルキル-、フルオロアリール-）置換イミダゾリル、ピラジニル、アルキル-（アルコキシ-、アリール-、フルオロアルキル-、フルオロアリール-）置換ピラジニル、ベンゾオキサジゾリル、アルキル-（アルコキシ-、アリール-、フルオロアルキル-、フルオロアリール-）置換ベンゾオキサジゾリル、ベンゾチアジゾリル、アルキル-（アルコキシ-、アリール-、フルオロアルキル-、フルオ��アリール-）置換ベンゾチアジゾリル、フルオレニル、アルキル-（アルコキシ-、アリール-、フルオロアルキル-、フルオロアリール-）置換フルオレニル、トリフェニルアミニル置換フルオレニル、ジフェニルアミニル置換フルオレニル、アルキル置換カルバゾリル、アルキル置換トリフェニルアミニルおよびアルキル置換チオフェニルからなる群から独立に選択することができるが、これらに限定されない。例示的な実施形態として、アルキル置換フェニルには、２−アルキルフェニル、３−アルキルフェニル、４−アルキルフェニル、２，４−ジアルキルフェニル、３，５−ジアルキルフェニル、３，４−ジアルキルフェニルが含まれ得る。アルキル置換フルオレニルには、９，９−ジアルキル置換フルオレニル、７−アルキル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、６−アルキル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、７−トリフェニルアミニル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、および７−ジフェニルアミニル−９，９−ジアルキル置換フルオレニルが含まれ得る。アルキル置換カルバゾリルには、Ｎ−アルキル置換カルバゾリル、６−アルキル置換カルバゾリル、および７−アルキル置換カルバゾリルが含まれ得る。アルキル置換トリフェニルアミニルには、４’−アルキル置換トリフェニルアミニル、３’−アルキル置換トリフェニルアミニル、３’，４’−ジアルキル置換トリフェニルアミニル、および４’，４’’−アルキル置換トリフェニルアミニルが含まれ得る。アルキル置換チオフェニルには、２−アルキルチオフェニル、３−アルキルチオフェニル、および４−アルキルチオフェニル、Ｎ−ジアルキル−４−フェニル、Ｎ−ジフェニル−４−フェニル、およびＮ−ジアルコキシフェニル−４−フェニルが含まれ得る。狭帯域モノマーを、Ｒ１、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂ、Ｒ４Ａ、Ｒ４Ｂ、Ｒ５Ａ、Ｒ５Ｂ、Ｒ６Ａ、Ｒ６Ｂまたはこれらの組合せへの少なくとも１つの結合によって、ポリマー骨格に組み込むことができ（例えば、上記ポリマーにおいて共重合させることができ）、かつ／またはポリマーの骨格、末端もしくは側鎖に共有結合により結合させることができる。
【０１１１】
いくつかの実施形態では、本開示のハイブリッドポリマードットは、式（ＩＸ）：
【化１８】
2019527248.tif 000020
の構造を有する狭帯域モノマーを含むポリマーを含み、式中、Ｘは、式（Ｘ）、（ＸＩ）、（ＸＩＩ）、および（ＸＩＩＩ）：
【化１９】
2019527248.tif 000021
またはこれらの誘導体のうちのいずれか１つの構造を有し、ここで式（Ｘ）、（ＸＩ）、（ＸＩＩ）、および（ＸＩＩＩ）中のＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４およびＲ１５のそれぞれは、水素（Ｈ）、重水素（Ｄ）、ハロゲン、直鎖または分枝鎖アルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、ヘテロシクロアルキレン、アルコキシ、アリール、ヒドロキシル、シアノ、ニトロ、エーテルおよびその誘導体、エステルおよびその誘導体、アルキルケトン、アルキルエステル、アリールエステル、アルキニル、アルキルアミン、フルオロアルキル、フルオロアリール、およびポリアルカレン（例えばメトキシエトキシエトキシ、エトキシエトキシ、および−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｎＯＨ、ｎ＝１〜５０）、フェニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フェニル、ピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピリジル、ビピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ビピリジル  トリピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換トリピリジル、フリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フリル、チエニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換チエニル、ピロリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピロリル、ピラゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピラゾリル、オキサゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換オキサゾリル、チアゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換チアゾリル、イミダゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換イミダゾリル、ピラジニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピラジニル、ベンゾオキサジゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ベンゾオキサジゾリル、ベンゾチアジゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ベンゾチアジゾリル、フルオレニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フルオレニル、トリフェニルアミニル置換フルオレニル、ジフェニルアミニル置換フルオレニル、アルキル置換カルバゾリル、アルキル置換トリフェニルアミニルおよびアルキル置換チオフェニルからなる群から独立に選択することができるが、これらに限定されない。例示的な実施形態として、アルキル置換フェニルには、２−アルキルフェニル、３−アルキルフェニル、４−アルキルフェニル、２，４−ジアルキルフェニル、３，５−ジアルキルフェニル、３，４−ジアル���ルフェニルが含まれ得る。アルキル置換フルオレニルには、９，９−ジアルキル置換フルオレニル、７−アルキル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、６−アルキル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、７−トリフェニルアミニル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、および７−ジフェニルアミニル−９，９−ジアルキル置換フルオレニルが含まれ得る。アルキル置換カルバゾリルには、Ｎ−アルキル置換カルバゾリル、６−アルキル置換カルバゾリル、および７−アルキル置換カルバゾリルが含まれ得る。アルキル置換トリフェニルアミニルには、４’−アルキル置換トリフェニルアミニル、３’−アルキル置換トリフェニルアミニル、３’，４’−ジアルキル置換トリフェニルアミニル、および４’，４’’−アルキル置換トリフェニルアミニルが含まれ得る。アルキル置換チオフェニルには、２−アルキルチオフェニル、３−アルキルチオフェニル、および４−アルキルチオフェニル、Ｎ−ジアルキル−４−フェニル、Ｎ−ジフェニル−４−フェニル、およびＮ−ジアルコキシフェニル−４−フェニルが含まれ得る。Ｘがナフタレンおよびその誘導体を表す場合、狭帯域モノマーを、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３またはこれらの組合せへの少なくとも１つの結合によって、ポリマー骨格に組み込むことができ（例えば、上記ポリマーにおいて重合させることができ）、かつ／またはポリマーの骨格、末端もしくは側鎖に共有結合により結合させることができる。Ｘがアントラセンおよびその誘導体を表す場合、狭帯域モノマーを、例えばＲ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５またはこれらの組合せへの少なくとも１つの結合によって、ポリマー骨格に組み込むことができ、かつ／またはポリマーの骨格、末端もしくは側鎖に共有結合により結合させることができる。
【０１１２】
本開示の狭帯域モノマーは、ジピリン誘導体をさらに含むことができる。ジピリンおよびジピリン誘導体を、重合させてポリマー（例えば、ホモポリマーまたはヘテロポリマー）を形成することができ、かつ／またはポリマーの骨格、側鎖および／もしくは末端に結合させることができる（例えば、共有結合により結合させることができる）。例えば、本開示のハイブリッドポリマードットは、式（ＸＩＶ）：
【化２０】
2019527248.tif 000022
の構造を有する狭帯域モノマーを含むポリマーを含むことができ、式中、Ｍは金属である。Ｍの例は、Ｎａ、Ｌｉ、Ｚｎ、ＣｏまたはＳｉであってよいが、これらに限定されない。Ｘは、ハロゲン、アルキル、フェニル、アルキルフェニル、チオフェニル、アルキルチオフェニル、アルコキシル、アルコキシルフェニル、アルキルチオフェニル、エステルまたはヒドロキシルなど（しかし、これらに限定されない）の置換基を含むことができる。Ｘ基の数（ｎ）は、１であっても、１より大きくてもよく、ｎは、０、１、２、３、４であってよい。Ｒ１、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂ、Ｒ４ＡおよびＲ４Ｂのそれぞれは、水素（Ｈ）、重水素（Ｄ）、ハロゲン、直鎖または分枝鎖アルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、ヘテロシクロアルキレン、アルコキシ、アリール、ヒドロキシル、シアノ、ニトロ、エーテルおよびその誘導体、エステルおよびその誘導体、アルキルケトン、アルキルエステル、アリールエステル、アルキニル、アルキルアミン、フルオロアルキル、フルオロアリール、およびポリアルカレン（例えばメトキシエトキシエトキシ、エトキシエトキシ、および−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｎＯＨ、ｎ＝１〜５０）、フェニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フェニル、ピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピリジル、ビピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ビピリジル  トリピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換トリピリジル、フリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フリル、チエニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換チエニル、ピロリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピロリル、ピラゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピラゾリル、オキサゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換オキサゾリル、チアゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換チアゾリル、イミダゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換イミダゾリル、ピラジニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピラジニル、ベンゾオキサジゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ベンゾオキサジゾリル、ベンゾチアジゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ベンゾチアジゾリル、フルオレニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フルオレニル、トリフェニルアミニル置換フルオレニル、ジフェニルアミニル置換フルオレニル、アルキル置���カルバゾリル、アルキル置換トリフェニルアミニルおよびアルキル置換チオフェニルからなる群から独立に選択することができるが、これらに限定されない。例示的な実施形態として、アルキル置換フェニルには、２−アルキルフェニル、３−アルキルフェニル、４−アルキルフェニル、２，４−ジアルキルフェニル、３，５−ジアルキルフェニル、３，４−ジアルキルフェニルが含まれ得る。アルキル置換フルオレニルには、９，９−ジアルキル置換フルオレニル、７−アルキル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、６−アルキル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、７−トリフェニルアミニル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、および７−ジフェニルアミニル−９，９−ジアルキル置換フルオレニルが含まれ得る。アルキル置換カルバゾリルには、Ｎ−アルキル置換カルバゾリル、６−アルキル置換カルバゾリル、および７−アルキル置換カルバゾリルが含まれ得る。アルキル置換トリフェニルアミニルには、４’−アルキル置換トリフェニルアミニル、３’−アルキル置換トリフェニルアミニル、３’，４’−ジアルキル置換トリフェニルアミニル、および４’，４’’−アルキル置換トリフェニルアミニルが含まれ得る。アルキル置換チオフェニルには、２−アルキルチオフェニル、３−アルキルチオフェニル、および４−アルキルチオフェニル、Ｎ−ジアルキル−４−フェニル、Ｎ−ジフェニル−４−フェニル、およびＮ−ジアルコキシフェニル−４−フェニルが含まれ得る。狭帯域モノマーを、Ｒ１、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂ、Ｒ４Ａ、Ｒ４Ｂ、またはこれらの組合せへの少なくとも１つの結合によって、ポリマー骨格に組み込むことができ（例えば、上記ポリマーにおいて重合させることができ）、かつ／またはポリマーの骨格、末端もしくは側鎖に共有結合により結合させることができる。
【０１１３】
いくつかの実施形態では、ハイブリッドポリマードットを作製するための狭帯域発光性ポリマーは、スクアラインおよびスクアライン誘導体を狭帯域モノマーとして含む。スクアライン誘導体には、それらのアルキル誘導体、アリール誘導体、アルキン誘導体、芳香族誘導体、アルコキシド誘導体、アザ誘導体、それらの拡張系および類似体が含まれるが、これらに限定されない。狭帯域発光性ポリマーは、任意の他のモノマーを含むこともできる。スクアラインおよびそれらの誘導体は、最終的なハイブリッドポリマードットが狭帯域発光を呈することができるように、エネルギー受容体であってよく、他のモノマーは、エネルギー供与体であってよい。狭帯域発光性発色団ポリマーは、良溶媒中では広帯域発光を呈しても狭帯域発光を呈してもよい。しかし、いくつかの実施形態では、それらのナノ粒子形態は、狭帯域発光をもたらす。いくつかの実施形態では、先のハイブリッドポリマードットの発光半値幅（ＦＷＨＭ）は、７０ｎｍ未満である。特定の実施形態では、ＦＷＨＭは、６０ｎｍ未満、５０ｎｍ未満、４０ｎｍ未満、３０ｎｍ未満、または２０ｎｍ未満である。
【０１１４】
本開示で使用するのに適したスクアライン誘導体には、下記の構造を含むことができる。スクアラインおよびスクアライン誘導体を重合させて、ポリマー（例えば、ホモポリマーまたはヘテロポリマー）を形成することができ、かつ／またはポリマーの骨格、側鎖および／もしくは末端に結合させることができる（例えば、共有結合により結合させることができる）。本開示のハイブリッドポリマードットは、式（ＸＶ）：
【化２１】
2019527248.tif 000023
の構造を有する狭帯域モノマーを含むポリマーを含むことができ、式中、Ｘ１およびＸ２のそれぞれは、酸素、硫黄および窒素からなる群から独立に選択され、Ｒ１ＡおよびＲ１Ｂのそれぞれは、限定されるものではないが、アルキレン、アルケニレン、アリーレン、ヘテロアリーレン、フェニレン、アズレン、シクロアルキレンおよびヘテロシクロアルキレンからなる群から独立に選択され、Ｒ２ＡおよびＲ２Ｂのそれぞれは、限定されるものではないが、ハロゲン化物、ヒドロキシルおよびアミノからなる群から独立に選択される反応基である。他の反応基を使用することができる。いくつかの実施形態では、ハロゲン化物は、クロロ、ブロモまたはヨード基である。反応基を使用して、モノマーを、例えばポリマー骨格に沿ってポリマーに組み込むことができ（例えば、ポリマーに重合させることによって）、かつ／またはモノマーを、ポリマーの骨格、末端もしくは側鎖に共有結合により結合させることができる。狭帯域モノマーを、Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂ、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂまたはこれらの組合せへの少なくとも１つの結合によって、ポリマー骨格に組み込むことができ（例えば、上記ポリマーにおいて重合させることができ）、かつ／またはポリマーの骨格、末端もしくは側鎖に共有結合により結合させることができる。
【０１１５】
本開示は、酸素を含有するスクアライン誘導体を含むことができる。本開示のハイブリッドポリマードットは、式（ＸＶＩ）：
【化２２】
2019527248.tif 000024
の構造を有する狭帯域モノマーを含むポリマーを含むことができ、式中、Ｒ１ＡおよびＲ１Ｂのそれぞれは、限定されるものではないが、アルキレン、アルケニレン、アリーレン、ヘテロアリーレン、フェニレン、アズレン、シクロアルキレンおよびヘテロシクロアルキレンからなる群から独立に選択され、Ｒ２ＡおよびＲ２Ｂのそれぞれは、限定されるものではないが、ハロゲン化物、ヒドロキシルおよびアミノからなる群から独立に選択される反応基である。他の反応基を使用することができる。いくつかの実施形態では、ハロゲン化物は、クロロ、ブロモまたはヨード基である。反応基を使用して、モノマーをポリマーに組み込むことができ（例えば、ポリマーに重合させることによってポリマー骨格に沿って）、かつ／またはモノマーを、ポリマーの骨格、末端もしくは側鎖に共有結合により結合させることができる。
【０１１６】
本開示のハイブリッドポリマードットは、式（ＸＶＩＩ）：
【化２３】
2019527248.tif 000025
の構造を有する狭帯域モノマーを含むポリマーを含むことができ、式中、Ｒ１ＡおよびＲ１Ｂのそれぞれは、限定されるものではないが、水素、メチル、アルキル、フェニル、アラルキル（ａｒａａｌｋｙｌ）、およびアルコキシ−フェニルからなる群から独立に選択され、Ｒ２ＡおよびＲ２Ｂのそれぞれは、限定されるものではないが、水素、メチル、アルキル、フェニル、アラルキル、およびアルコキシ−フェニルからなる群から独立に選択され、Ｒ３ＡおよびＲ３Ｂのそれぞれは、限定されるものではないが、クロロ、ブロモ、ヨード、およびヒドロキシルからなる群から独立に選択される反応基であり、Ｒ４ＡおよびＲ４Ｂのそれぞれは、限定されるものではないが、ヒドロキシル、水素、アルキル、フェニル、アラルキル、およびアルコキシ−フェニルからなる群から独立に選択され、Ｒ５ＡおよびＲ５Ｂのそれぞれは、限定されるものではないが、水素、メチル、アルキル、フェニル、アラルキル、およびアルコキシ−フェニルからなる群から独立に選択される。他の反応基を使用することができる。反応基を使用して、モノマーをポリマーに組み込むことができ（例えば、ポリマーに重合させることによってポリマー骨格に沿って）、かつ／またはモノマーを、ポリマーの骨格、末端もしくは側鎖に共有結合により結合させることができる。
【０１１７】
本開示のハイブリッドポリマードットは、式（ＸＶＩＩＩ）：
【化２４】
2019527248.tif 000026
の構造を有する狭帯域モノマーを含むポリマーを含むことができ、式中、Ｒ１ＡおよびＲ１Ｂのそれぞれは、限定されるものではないが、クロロ、ブロモ、ヨードおよびヒドロキシルからなる群から独立に選択される反応基であり、Ｒ２ＡおよびＲ２Ｂのそれぞれは、限定されるものではないが、水素、メチル、アルキル、フェニル、アラルキル、およびアルコキシ−フェニルからなる群から選択される。他の反応基を使用することができる。反応基を使用して、モノマーをポリマーに組み込むことができ（例えば、ポリマーに重合させることによってポリマー骨格に沿って）、かつ／またはモノマーを、ポリマーの骨格、末端もしくは側鎖に共有結合により結合させることができる。
【０１１８】
本開示のハイブリッドポリマードットは、式（ＸＩＸ）：
【化２５】
2019527248.tif 000027
の構造を有する狭帯域モノマーを含むポリマーを含むことができ、式中、Ｘ１およびＸ２のそれぞれは、炭素、硫黄、窒素およびセレンからなる群から独立に選択され、Ｒ１ＡおよびＲ１Ｂのそれぞれは、限定されるものではないが、クロロ、ブロモ、ヨードおよびヒドロキシルからなる群から独立に選択される反応基であり、Ｒ２ＡおよびＲ２Ｂのそれぞれは、限定されるものではないが、水素、メチル、アルキル、フェニル、アラルキル、アルコキシ−フェニル、Ｎ−ジアルキル−４−フェニル、Ｎ−ジフェニル−４−フェニル、およびＮ−ジアルコキシルフェニル−４−フェニルからなる群から独立に選択される。他の反応基を使用することができる。反応基を使用して、モノマーをポリマーに組み込むことができ（例えば、ポリマーに重合させることによってポリマー骨格に沿って）、かつ／またはモノマーを、ポリマーの骨格、末端もしくは側鎖に共有結合により結合させることができる。
【０１１９】
本開示のハイブリッドポリマードットは、式（ＸＸ）：
【化２６】
2019527248.tif 000028
の構造を有する狭帯域モノマーを含むポリマーを含むことができ、式中、Ｒ２ＡおよびＲ２Ｂのそれぞれは、限定されるものではないが、クロロ、ブロモ、ヨードおよびヒドロキシルからなる群から独立に選択される反応基であり、Ｒ１ＡおよびＲ１Ｂのそれぞれは、限定されるものではないが、水素、メチル、アルキル、フェニル、アラルキル、アルコキシ−フェニル、Ｎ−ジアルキル−４−フェニル、Ｎ−ジフェニル−４−フェニル、およびＮ−ジアルコキシルフェニル−４−フェニルからなる群から選択される。他の反応基を使用することができる。反応基を使用して、モノマーをポリマーに組み込むことができ（例えば、ポリマーに重合させることによってポリマー骨格に沿って）、かつ／またはモノマーを、ポリマーの骨格、末端もしくは側鎖に共有結合により結合させることができる。
【０１２０】
本開示は、硫黄を含有するスクアライン誘導体を含むことができる。本開示のハイブリッドポリマードットは、式（ＸＸＩ）：
【化２７】
2019527248.tif 000029
の構造を有する狭帯域モノマーを含むポリマーを含むことができ、式中、Ｒ１ＡおよびＲ１Ｂのそれぞれは、限定されるものではないが、アルキレン、アルケニレン、アリーレン、ヘテロアリーレン、フェニレン、アズレン、シクロアルキレンおよびヘテロシクロアルキレンからなる群から独立に選択され、Ｒ２ＡおよびＲ２Ｂのそれぞれは、限定されるものではないが、ハロゲン化物、ヒドロキシルおよびアミノからなる群から独立に選択される反応基である。いくつかの実施形態では、ハロゲン化物は、クロロ、ブロモまたはヨード基である。他の反応基を使用することができる。反応基を使用して、モノマーをポリマーに組み込むことができ（例えば、ポリマーに重合させることによってポリマー骨格に沿って）、かつ／またはモノマーを、ポリマーの骨格、末端もしくは側鎖に共有結合により結合させることができる。
【０１２１】
本開示のハイブリッドポリマードットは、式（ＸＸＩＩ）：
【化２８】
2019527248.tif 000030
の構造を有する狭帯域モノマーを含むポリマーを含むことができ、式中、Ｘ１およびＸ２のそれぞれは、炭素、硫黄およびセレンからなる群から独立に選択され、Ｒ１ＡおよびＲ１Ｂのそれぞれは、限定されるものではないが、クロロ、ブロモ、ヨードおよびヒドロキシルからなる群から独立に選択される反応基であり、Ｒ２ＡおよびＲ２Ｂのそれぞれは、限定されるものではないが、水素、メチル、アルキル、フェニル、アラルキル、アルコキシ−フェニル、Ｎ−ジアルキル−４−フェニル、Ｎ−ジフェニル−４−フェニル、およびＮ−ジアルコキシルフェニル−４−フェニルからなる群から独立に選択される。他の反応基を使用することができる。いくつかの実施形態では、ハロゲン化物は、クロロ、ブロモまたはヨード基である。反応基は、モノマーをポリマーに組み込むため（例えば、ポリマーに重合させることによってポリマー骨格に沿って）、かつ／またはポリマーの骨格、末端もしくは側鎖に共有結合によりモノマーを結合させるために使用することができる。
【０１２２】
本開示は、窒素を含有するスクアライン誘導体を含むことができる。本開示のハイブリッドポリマードットは、式（ＸＸＩＩＩ）：
【化２９】
2019527248.tif 000031
の構造を有する狭帯域モノマーを含むポリマーを含むことができ、式中、Ｒ１ＡおよびＲ１Ｂのそれぞれは、限定されるものではないが、アルキレン、アルケニレン、アリーレン、ヘテロアリーレン、フェニレン、アズレン、シクロアルキレンおよびヘテロシクロアルキレンからなる群から独立に選択され、Ｒ２ＡおよびＲ２Ｂのそれぞれは、限定されるものではないが、ハロゲン化物、ヒドロキシルおよびアミノからなる群から独立に選択される反応基であり、Ｒ３ＡおよびＲ３Ｂのそれぞれは、水素、メチル、アルキル、フェニル、アラルキル、およびアルコキシ−フェニルからなる群から独立に選択される。他の反応基を使用することができる。いくつかの実施形態では、ハロゲン化物は、クロロ、ブロモまたはヨード基である。反応基を使用して、モノマーをポリマーに沿って組み込むことができ（例えば、ポリマーに重合させることによってポリマー骨格に沿って）、かつ／またはモノマーを、ポリマーの骨格、末端もしくは側鎖に共有結合により結合させることができる。
【０１２３】
本開示のハイブリッドポリマードットは、式（ＸＸＩＶ）：
【化３０】
2019527248.tif 000032
の構造を有する狭帯域モノマーを含むポリマーを含むことができ、式中、Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂ、Ｒ２ＡおよびＲ２Ｂのそれぞれは、限定されるものではないが、水素、重水素、アルキル、アリール、アセチルおよびヒドロキシルからなる群から独立に選択され、Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂ、Ｒ４ＡおよびＲ４Ｂのそれぞれは、限定されるものではないが、水素、重水素、アルキル、アリール、アミノ、スルフィド、アルデヒド、エステル、エーテル、カルボキシル、ヒドロキシルおよびハロゲン化物からなる群から独立に選択される。狭帯域モノマーを、Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂ、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂ、Ｒ４Ａ、Ｒ４Ｂ、またはこれらの組合せへの少なくとも１つの結合によって、ポリマー骨格に組み込むことができ（例えば、ポリマーに重合させることによってポリマー骨格に沿って）、かつ／またはポリマーの骨格、末端もしくは側鎖に共有結合により結合させることができる。
【０１２４】
本開示のハイブリッドポリマードットは、式（ＸＸＶ）：
【化３１】
2019527248.tif 000033
の構造を有する狭帯域モノマーを含むポリマーを含むことができ、式中、Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂ、Ｒ２ＡおよびＲ２Ｂのそれぞれは、限定されるものではないが、水素、重水素、アルキル、アリール、アセチルおよびヒドロキシルからなる群から独立に選択され、Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂ、Ｒ４Ａ、Ｒ４Ｂ、Ｒ５Ａ、Ｒ５Ｂ、Ｒ６ＡおよびＲ６Ｂのそれぞれは、限定されるものではないが、水素、重水素、アルキル、アリール、アミノ、スルフィド、アルデヒド、エステル、エーテル、カルボキシル、ヒドロキシルおよびハロゲン化物からなる群から独立に選択される。狭帯域モノマーを、Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂ、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂ、Ｒ４Ａ、Ｒ４Ｂ、Ｒ５Ａ、Ｒ５Ｂ、Ｒ６Ａ、Ｒ６Ｂ、またはこれらの組合せへの少なくとも１つの結合によって、ポリマー骨格に組み込むことができ（例えば、ポリマーに重合させることによってポリマー骨格に沿って）、かつ／またはポリマーの骨格、末端もしくは側鎖に共有結合により結合させることができる。
【０１２５】
本開示のハイブリッドポリマードットは、式（ＸＸＶＩ）：
【化３２】
2019527248.tif 000034
の構造を有する狭帯域モノマーを含むポリマーを含むことができ、式中、Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂ、Ｒ１Ｃ、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ２Ｃ、Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂ、Ｒ３Ｃ、Ｒ４Ａ、Ｒ４Ｂ、Ｒ４Ｃ、Ｒ５Ａ、Ｒ５Ｂ、Ｒ５Ｃ、Ｒ６Ａ、Ｒ６ＢおよびＲ６Ｃのそれぞれは、限定されるものではないが、水素、重水素、アルキル、アリール、アミノ、スルフィド、アルデヒド、エステル、エーテル、カルボキシル、ヒドロキシルおよびハロゲン化物からなる群から独立に選択され、Ｒ７Ａ、Ｒ７ＢおよびＲ７Ｃのそれぞれは、限定されるものではないが、水素、重水素、アルキル、アリールおよびアセチルからなる群から独立に選択される。狭帯域モノマーを、Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂ、Ｒ１Ｃ、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ２Ｃ、Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂ、Ｒ３Ｃ、Ｒ４Ａ、Ｒ４Ｂ、Ｒ４Ｃ、Ｒ５Ａ、Ｒ５Ｂ、Ｒ５Ｃ、Ｒ６Ａ、Ｒ６Ｂ、Ｒ６Ｃ、Ｒ７Ａ、Ｒ７Ｂ、Ｒ７Ｃ、またはこれらの組合せへの少なくとも１つの結合によって、ポリマー骨格に組み込むことができ（例えば、ポリマーに重合させることによってポリマー骨格に沿って）、かつ／またはポリマーの骨格、末端もしくは側鎖に共有結合により結合させることができる。あるいはここに示す通り、本明細書に記載のモノマーは、括弧によって示される結合によって、ポリマーと一体化し得る。
【０１２６】
本開示のハイブリッドポリマードットは、式（ＸＸＶＩＩ）：
【化３３】
2019527248.tif 000035
の構造を有する狭帯域モノマーを含むポリマーを含むことができ、式中、Ｒ１ＡおよびＲ１Ｂのそれぞれは、限定されるものではないが、水素、重水素、アルキルおよびアリールからなる群から独立に選択され、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂ、Ｒ４Ａ、Ｒ４Ｂ、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１およびＲ１２のそれぞれは、限定されるものではないが、水素、重水素、アルキル、アリール、シアノ、アミノ、スルフィド、アルデヒド、エステル、エーテル、カルボキシル、ヒドロキシルおよびハロゲン化物からなる群から独立に選択される。狭帯域モノマーを、Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂ、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂ、Ｒ４Ａ、Ｒ４Ｂ、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、またはこれらの組合せへの少なくとも１つの結合によって、ポリマー骨格に組み込むことができ（例えば、ポリマーに重合させることによってポリマー骨格に沿って）、かつ／またはポリマーの骨格、末端もしくは側鎖に共有結合により結合させることができる。
【０１２７】
本開示のハイブリッドポリマードットは、式（ＸＸＶＩＩＩ）：
【化３４】
2019527248.tif 000036
の構造を有する狭帯域モノマーを含むポリマーを含むことができ、式中、Ｒ１３Ａ、Ｒ１３Ｂのそれぞれは、限定されるものではないが、水素、重水素、アルキルおよびアリールからなる群から独立に選択され、Ｒ１４Ａ、Ｒ１４Ｂ、Ｒ１５Ａ、Ｒ１５Ｂ、Ｒ１６Ａ、Ｒ１６Ｂ、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ１９、Ｒ２０、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３およびＲ２４は、限定されるものではないが、水素、重水素、アルキル、アリール、シアノ、アミノ、スルフィド、アルデヒド、エステル、エーテル、カルボキシル、ヒドロキシルおよびハロゲン化物からなる群から各々独立に選択される。狭帯域モノマーを、Ｒ１３Ａ、Ｒ１３Ｂ、Ｒ１４Ａ、Ｒ１４Ｂ、Ｒ１５Ａ、Ｒ１５Ｂ、Ｒ１６Ａ、Ｒ１６Ｂ、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ１９、Ｒ２０、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３およびＲ２４、またはこれらの組合せへの少なくとも１つの結合によって、ポリマー骨格に組み込むことができ（例えば、ポリマーに重合させることによってポリマー骨格に沿って）、かつ／またはポリマーの骨格、末端もしくは側鎖に共有結合により結合させることができる。
【０１２８】
いくつかの実施形態では、ハイブリッドポリマードットを作製するための狭帯域発光性ポリマーは、金属錯体およびそれらの誘導体を狭帯域モノマーとして含む。金属錯体およびそれらの誘導体には、それらのアルキル誘導体、アリール誘導体、アルキン誘導体、芳香族誘導体、アルコキシド誘導体、アザ誘導体、それらの拡張系および類似体が含まれるが、これらに限定されない。狭帯域発光性ポリマーは、任意の他のモノマーを含むこともできる。金属は、Ｎａ、Ｌｉ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇａ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ａｇ、Ａｕなどの任意の金属であってよい。いくつかの実施形態では、金属は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、ＧａまたはＡｕであってよい。いくつかの実施形態では、金属は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｇａ、その酸化物、その合金、その錯体、その組合せ、ならびに非磁性または非磁性金属との組合せおよび錯体であってよい。金属錯体は、最終的なハイブリッドポリマードットが狭帯域発光を呈することができるように、エネルギー受容体であってよく、他のモノマーは、エネルギー供与体であってよい。狭帯域発光性発色団ポリマーは、良溶媒中では広帯域発光を呈しても狭帯域発光を呈してもよい。しかし、いくつかの実施形態では、それらのナノ粒子形態は、狭帯域発光をもたらす。いくつかの実施形態では、先のハイブリッドポリマードットの発光ＦＷＨＭは、７０ｎｍ未満である。特定の実施形態では、ＦＷＨＭは、６０ｎｍ未満、５０ｎｍ未満、４０ｎｍ未満、３０ｎｍ未満、または２０ｎｍ未満である。金属錯体および金属錯体誘導体を、重合させてポリマー（例えば、ホモポリマーまたはヘテロポリマー）を形成することができ、かつ／またはポリマーの骨格、側鎖および／もしくは末端に結合させることができる（例えば、共有結合により結合させることができる）。
【０１２９】
いくつかの実施形態では、ハイブリッドポリマードットを作製するための狭帯域発光性ポリマーは、ポルフィリン、金属ポルフィリンおよびそれらの誘導体を狭帯域モノマーとして含む。ポルフィリン、金属ポルフィリンおよびそれらの誘導体を、重合させてポリマー（例えば、ホモポリマーまたはヘテロポリマー）を形成することができ、かつ／またはポリマーの骨格、側鎖および／もしくは末端に結合させることができる（例えば、共有結合により結合させることができる）。ポルフィリン、金属ポルフィリンおよびそれらの誘導体には、それらのアルキル誘導体、アリール誘導体、アルキン誘導体、芳香族誘導体、アルコキシド誘導体、アザ誘導体、それらの拡張系および類似体が含まれるが、これらに限定されない。金属ポルフィリンの金属は、Ｎａ、Ｌｉ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇａ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ａｇ、およびＡｕなどの任意の金属であってよい。いくつかの実施形態では、金属は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｇａ、またはＡｕであってよい。いくつかの実施形態では、金属は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｇａ、その酸化物、その合金、その錯体、その組合せ、ならびに磁性または非磁性金属との組合せおよび錯体であってよい。狭帯域発光性ポリマーは、任意の他のモノマーを含むこともできる。ポルフィリン、金属ポルフィリンおよびそれらの誘導体は、最終的なハイブリッドポリマードットが狭帯域発光を呈することができるように、エネルギー受容体であってよく、他のモノマーは、エネルギー供与体であってよい。狭帯域発光性発色団ポリマーは、良溶媒中では広帯域発光を呈しても狭帯域発光を呈してもよい。しかし、いくつかの実施形態では、それらのナノ粒子形態は、狭帯域発光をもたらす。いくつかの実施形態では、先のハイブリッドポリマードットの発光ＦＷＨＭは、７０ｎｍ未満である。特定の実施形態では、ＦＷＨＭは、６０ｎｍ未満、５０ｎｍ未満、４０ｎｍ未満、３０ｎｍ未満、または２０ｎｍ未満である。
【０１３０】
いくつかの実施形態では、ハイブリッドポリマードットを作製するための狭帯域発光性ポリマーは、フタロシアニンおよびその誘導体をモノマーとして含む。モノマーとしてのフタロシアニンおよびその誘導体を、重合させてポリマー（例えば、ホモポリマーまたはヘテロポリマー）を形成することができ、かつ／またはポリマーの骨格、側鎖および／もしくは末端に結合させることができる（例えば、共有結合により結合させることができる）。フタロシアニン誘導体には、それらのアルキル誘導体、アリール誘導体、アルキン誘導体、芳香族誘導体、アルコキシド誘導体、アザ誘導体、それらの拡張系および類似体が含まれるが、これらに限定されない。フタロシアニン誘導体中の金属は、Ｎａ、Ｌｉ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇａ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ａｇ、ＡｕまたはＰｄなどの任意の金属であってよい。いくつかの実施形態では、金属は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｇａ、その酸化物、その合金、その錯体、その組合せ、ならびに磁性または非磁性金属との組合せおよび錯体であってよい。狭帯域発光性ポリマーは、任意の他のモノマーを含むこともできる。フタロシアニン誘導体は、最終的なハイブリッドポリマードットが狭帯域発光を呈することができるように、エネルギー受容体であってよい。狭帯域発光性発色団ポリマーは、良溶媒中では広帯域発光を呈しても狭帯域発光を呈してもよい。しかし、いくつかの実施形態では、それらのナノ粒子形態は、狭帯域発光をもたらす。いくつかの実施形態では、先のハイブリッドポリマードットの発光ＦＷＨＭは、７０ｎｍ未満である。特定の実施形態では、ＦＷＨＭは、６０ｎｍ未満、５０ｎｍ未満、４０ｎｍ未満、３０ｎｍ未満、または２０ｎｍ未満である。
【０１３１】
多種多様な発色団ポリマー粒子を、本明細書に記載の実施例などの本明細書の実施形態、ならびに例えば、ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５６０７９およびＰＣＴ／ＵＳ２０１２／０７１７６７に開示されている他のものに従って使用することができる。これらの文献それぞれは、内容全体が、特に、そこに記載の特定の発色団ポリマー粒子組成物およびそれらを作製するそれぞれの方法に関して、参照によって本明細書に組み込まれる。
ハイブリッドポリマードットの官能化およびバイオコンジュゲーション
【０１３２】
いくつかの実施形態では、本開示は、本明細書で官能化ハイブリッドポリマードットとも呼ばれる、物理的および／または化学的にポリマードットに結合している官能基（例えば、「Ｘ」）を含むハイブリッドポリマードットを提供する。いくつかの実施形態では、用語「官能基」は、任意の安定な物理的または化学的な会合などによってハイブリッドポリマードットに結合し、それによってハイブリッドポリマードットの表面を、コンジュゲーションまたはバイオコンジュゲーションに利用可能にすることができる任意の化学的単位を指す。いくつかの実施形態では、官能化は、バイオコンジュゲーションに適した官能基が、ポリマードットの表面上で配向されるように生じる。例えば、本明細書中の有機−無機ハイブリッドポリマードットは、バイオコンジュゲーションに適した、カルボキシル、アミン、チオール（−ＳＨ）、カルボキシレートもしくはカルボン酸、マレイミド、無水マレイン酸、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド（ＮＨＳ）、アルコール（−ＯＨ）もしくはシアネート、またはその組合せを含む官能シラン種で官能化された表面を有することができる。
【０１３３】
いくつかの実施形態では、官能基は、疎水性官能基であってよい。疎水性官能基の例には、アルキン、歪んだアルキン、アジド、ジエン、アルケン、シクロオクチンおよびホスフィン基（クリック化学のため）が含まれるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、官能基は、親水性官能基であってよい。親水性官能基の例には、カルボン酸またはその塩、アミノ、メルカプト、アジド、ジアゾ、アルデヒド、エステル、ヒドロキシル、カルボニル、サルフェート、スルホネート、ホスフェート、シアネート、スクシンイミジルエステル、その置換誘導体が含まれるが、これらに限定されない。このような官能基は、例えばバイオコンジュゲート技術の技術者によって見出され得る（Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ、Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ、１９９６年またはその後の版）。この文献の内容は、その全てがあらゆる目的で参考として本明細書に援用される。
【０１３４】
いくつかの実施形態では、ハイブリッドポリマードットは、以下：アルデヒド、アルケン、アルキル、アルキン、歪んだアルキン、アミノ、アジド、カルボニル、カルボキシル、シアノ、シクロオクチン、ジエノ、エステル、スクシンイミジルエステル、ハロアルキル、ヒドロキシル、イミド、ケトン、マレイミド、メルカプト、ホスフェート、ホスフィン、サルフェート、スルホネート、その置換誘導体、またはその組合せが挙げられるが限定されない官能基を使用して、官能基化される。
【０１３５】
いくつかの実施形態では、官能基は、発色団ポリマーの骨格、側鎖または末端単位との共有結合によって作成される。したがって、得られたハイブリッドポリマードットは、狭帯域発光を呈すると同時に、バイオコンジュゲーションのための官能基を有する。このような官能基は、例えばバイオコンジュゲート技術の技術者によって見出され得る（Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ、Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ、１９９６年またはその後の版）。この文献の内容は、その全てがあらゆる目的で参考として本明細書に援用される。いくつかの実施形態では、各ハイブリッドポリマードットは、官能基を１つだけ有する。いくつかの実施形態では、各ハイブリッドポリマードットは、官能基を２つだけ有する。２つの官能基は、同じでも異なっていてもよい。いくつかの実施形態では、各ハイブリッドポリマードットは、官能基を３つまたはそれより多く有する。３つまたはそれを超える数の官能基は、同じでも異なっていてもよい。
【０１３６】
本開示の特定の実施形態では、ハイブリッドポリマードットの官能化の度合いは所望に応じて変えることができる。いくつかの実施形態では、本明細書で提供されるハイブリッドポリマードットは、一価、二価または多価であり得る単一分子ポリマー粒子を形成するように改変される。改変は、粒子からいくつかのポリマー分子を除去するが、ちょうど１つの官能基、２つまたはそれよりも多い官能基を有することができる分子を１つだけ残すことである。一実施形態では、操作された表面を、改変を容易にするために使用することができる。この操作された表面は、アルデヒド、アルケン、アルキル、アルキン、歪んだアルキン、アミノ、アジド、カルボニル、カルボキシル、シアノ、シクロオクチン、ジエノ、エステル、スクシンイミジルエステル、ハロアルキル、ヒドロキシル、イミド、ケトン、マレイミド、メルカプト、ホスフェート、ホスフィン、サルフェート、スルホネート、その置換誘導体、およびその組合せなどの特定の官能基を有する。一般に、バイオコンジュゲーションに適した他の任意の官能基が使用され得る。このような官能基は、例えばバイオコンジュゲート技術の技術者によって見出され得る（Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ、Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ、１９９６年またはその後の版）。表面は、カバーガラスなどの平面、または任意の粒子からの曲面であってよい。表面は、シリカ、金属、半導体、ケイ素および様々なポリマー表面であってよい。前述の官能化多分子ハイブリッドポリマードットは、任意の安定な物理的または化学的な会合を介して、ただ１つの発色団ポリマー分子によって表面に結合している。ハイブリッドポリマードット中のすべての遊離分子（表面に会合した１つを除く）は、表面に会合した分子のみが保持されるように、例えば、表面を有機溶媒で洗浄することによって、除去することができる。次に、単一分子ハイブリッドポリマードットは、任意の物理的または化学的方法によって表面から放出することができる。得られる単一分子粒子は、元のポリマー分子の官能基の数に依存して、一価、二価または多価であり得る。別の実施形態では、表面から放出された後に、残りの官能基（表面に結合したもの）がバイオコンジュゲーションのために使用され得るように、ハイブリッドポリマードット中のすべての官能基（表面に会合した１つを除く）を、バイオコンジュゲーションのための他のタイプの官能基または非反応性化学基を形成するために、不活性化または反応させることができる。
【０１３７】
いくつかの実施形態では、少なくとも１つの官能基を末端単位に有する単一ポリマー分子を含むハイブリッドポリマードットを使用することから、利点が生じ得る。例えば、ただ１つの官能基の発色団ポリマーの末端単位への結合は、ポリマー合成において十分に制御することができる。例えば、官能基を含む化学単位は、ポリマー合成における重合開始剤として、および成長触媒として役立ち得、この方法により、各ポリマー分子は、末端に唯一の官能基を含む。鎖状発色団ポリマーの２つの末端単位だけへの官能基の結合も、ポリマー合成において十分に制御することができる。例えば、官能基を含む化学単位を、ポリマー合成におけるポリマー成長を終了させるためのキャッピング剤として使用することができ、それによって各鎖状ポリマー分子が２つの末端単位にただ２つの官能基を含むことになる。同様に、多価ポリマー粒子についての官能基の結合は、ポリマー合成において十分に制御することができ、例えば、官能基を３アーム分岐ポリマーの３つの末端単位だけに付加することができる。
【０１３８】
いくつかの実施形態では、本開示は、ハイブリッドポリマードットのバイオコンジュゲートを提供する。バイオコンジュゲートは、生物学的粒子、例えばウイルス、細菌、細胞、生物学的もしくは合成の小胞、例えばリポソーム、またはその組合せに会合している、前述のハイブリッドポリマードットも含む。いくつかの実施形態では、用語「生体分子」または「生物学的分子」は、合成のまたは天然に存在するタンパク質、糖タンパク質、ペプチド、アミノ酸、代謝産物、薬物、毒素、核酸、ヌクレオチド、炭水化物、糖、脂質、および脂肪酸等、またはその組合せを説明するために交換可能に使用される。いくつかの実施形態では、生体分子は、ポリペプチドまたはポリヌクレオチドである。いくつかの実施形態では、生体分子は、抗体、アビジン、ビオチン、核酸またはその組合せである。いくつかの実施形態では、バイオコンジュゲートは、生体分子を、ハイブリッドポリマードットの１つまたは複数の官能基に結合させることによって形成される。結合は、直接的または間接的であってよい。必要に応じて、生体分子は、共有結合を介してハイブリッドポリマードットの官能基に結合している。例えば、ポリマー粒子の官能基がカルボキシル基である場合、カルボキシル基をタンパク質生体分子のアミン基で架橋することによって、タンパク質生体分子をハイブリッドポリマードットに直接結合させることができる。いくつかの実施形態では、生体分子コンジュゲーションは、ハイブリッドポリマードットの発光特性を実質的に変化させない。例えば、バイオコンジュゲーションは、発光スペクトルを実質的に変化させず、蛍光またはルミネッセンスの量子収率を低減せず、光安定性等も実質的に変化させない。
【０１３９】
ハイブリッドポリマードットの官能基のうちのいくつかは、「バイオコンジュゲーションに適した」ものであってよく、これは、生体分子、例えば抗体、タンパク質、核酸、ストレプトアビジンまたは生物学的関連の他の分子に共有結合している、または共有結合することが可能な官能基を指す。官能基は、ハイブリッドポリマードットの表面を、コンジュゲーションまたはバイオコンジュゲーションに利用可能にすることができる。ハイブリッドポリマードットは、シロキサンネットワークから形成された１つまたは複数の官能基を含むことができる。このような官能基は、当業者によって、例えば、Ｂｉｏｃｏｎｊｕｇａｔｅ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ（Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ、Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ、１９９６年またはその後の版）に見出され得る。この文献は、内容全体があらゆる目的で参照によって本明細書に組み込まれる。いくつかの実施形態では、バイオコンジュゲーションに適した官能基には、多様な条件下、例えば、極性または非極性溶媒中で、生体分子にコンジュゲートすることができる官能基が含まれ得る。特定の実施形態では、バイオコンジュゲーションに適した官能基には、水溶液中で生体分子にコンジュゲートすることができる官能基が含まれ得る。いくつかの実施形態では、バイオコンジュゲーションに適した官能基には、生体分子がその生物学的活性（例えば、抗体へのモノクロナール結合特異性）を保持する水溶液中で生体分子にコンジュゲートすることができる官能基が含まれ得る。
【０１４０】
特定の実施形態では、バイオコンジュゲーションに適した官能基は、生体分子に共有結合している。例えば、官能基の生体分子への典型的な共有結合による結合には、例えば、生体分子上のアミンと反応してアミド結合を形成するカルボキシル官能基、生体分子上のスルフヒドリル基と反応してシステイン結合を形成するスルフヒドリル官能基、または生体分子上のカルボキシル基と反応してアミド結合を形成するアミノ官能基が含まれ得る。生体分子は、直接的または官能基によって間接的にハイブリッドポリマードットに結合して、バイオコンジュゲートを形成することができる。生体分子は、共有結合を介してハイブリッドポリマードットの官能基に結合していてもよい。例えば、ハイブリッドポリマードットの官能基がカルボキシル基である場合、タンパク質生体分子は、カルボキシル基をタンパク質分子のアミン基と架橋させることによって、ポリマードットに直接結合されることができる。
【０１４１】
バイオコンジュゲーションに適した官能基は、アミン、カルボキシレート、カルボキシル、マレイミド、チオール（−ＳＨ）、無水マレイン酸、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドエステル、メルカプト、アジド、アルキン、アルデヒド、ヒドロキシル、カルボニル、サルフェート、スルホネート、ホスフェート、シアネート、スクシンイミジルエステル、歪んだアルキン、アジド、ジエン、アルケン、テトラジン、歪んだアルケン、シクロオクチンまたはホスフィンを含むことができる。いくつかの実施形態では、バイオコンジュゲーションに適した官能基は、カルボキシル基である。
【０１４２】
生体分子のハイブリッドポリマードットへの間接的な結合は、リンカー部分（例えば、「Ｌ」）、例えば、アビジン、ストレプトアビジン、ニュートラアビジン、ビオチン等の使用を介して生じ得る。リンカー部分は、化学結合、アミノ酸、エステル、アミド、カルバメート、エーテル、アルキレン、アルケニレン、アルキニレン、アリーレン、ポリエーテル、ポリエステル、ポリアミド、ポリカルバメート、ポリアリール、ポリスチレン、ポリエチレングリコールもしくはポリオレフィンまたはフッ素化されたもしくは部分的にフッ素化されたその誘導体、またはその組合せから選択され得る。いくつかの実施形態では、リンカー部分は、両親媒性である。いくつかの実施形態では、リンカー部分は、水溶性ポリマーである。例えば、水溶性ポリマーは、ポリエチレングリコールであってよい。いくつかの実施形態では、リンカー部分は、化学結合である。
【０１４３】
バイオコンジュゲーションに適した官能基は、リンカー部分と組み合わせて、バイオコンジュゲーションを容易にすることができる。本明細書に記載のハイブリッドポリマードットにおいて、リンカー部分と組み合わせた、バイオコンジュゲーションに適した少なくとも１つの官能基（例えば、「Ｄ」または「ＬＸ」）は、ハイブリッドポリマードットの表面上に位置していてもよい。いくつかの実施形態では、生物学的分子は、リンカー部分と組み合わせた、バイオコンジュゲーションに適した官能基とコンジュゲートしている。いくつかの実施形態では、生物学的分子は、ハイブリッドポリマードットの表面上に位置する、リンカー部分と組み合わせた、バイオコンジュゲーションに適した官能基にコンジュゲートしている。いくつかの実施形態では、生物学的分子は、タンパク質または核酸を含む。いくつかの実施形態では、生物学的分子は、抗体を含む。いくつかの実施形態では、生物学的分子は、ストレプトアビジンを含む。
【０１４４】
本開示の様々な実施形態では、ハイブリッドポリマードットのバイオコンジュゲーションを容易にするために、架橋剤を利用することができる。いくつかの実施形態では、用語「架橋剤」は、類似のまたは類似でない分子の分子群間に化学結合を形成して、分子を一緒に共有結合することが可能な化合物または部分を説明するために使用される。一般的な架橋剤の例は、当技術分野で公知である。例えば、Ｂｉｏｃｏｎｊｕｇａｔｅ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ（Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ、Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ、１９９６年またはその後の版）を参照されたい。生体分子のハイブリッドポリマードットへの間接的な結合は、「リンカー」分子、例えば、アビジン、ストレプトアビジン、ニュートラアビジン、ビオチンまたは同様の分子の使用を介して生じ得る。
【０１４５】
いくつかの実施形態では、標的分析物分子（例えば、タンパク質）の分析は、標的分析物に特異的に結合する生体分子にコンジュゲートしたハイブリッドポリマードットを使用して達成される。
【０１４６】
いくつかの実施形態では、蛍光および／またはルミネッセンスハイブリッドポリマードットは、限定されるものではないが、標的分析物への結合親和性を含む機能または他の利益を提供する１つまたは複数の分子にコンジュゲートしている。
【０１４７】
いくつかの実施形態では、分析物は、ポリペプチド、ポリヌクレオチド、細胞、ウイルス、小分子、薬物、毒素、炭水化物、糖、脂質または脂肪酸である。
【０１４８】
いくつかの実施形態では、標的分析物分子は、タンパク質などのポリペプチドであり、ハイブリッドポリマードットにコンジュゲートした生体分子は、標的分析物タンパク質に特異的に結合する一次抗体である。
【０１４９】
他の実施形態では、標的分析物分子は、目的のタンパク質の一次抗体に結合している前記タンパク質であり、ハイブリッドポリマードットにコンジュゲートした生体分子は、一次抗体に特異的に結合する二次抗体である。
【０１５０】
他の実施形態では、標的分析物分子は、目的のビオチン化タンパク質であり、ハイブリッドポリマードットにコンジュゲートした生体分子は、ビオチン化タンパク質に特異的に結合するアビジン（例えば、ストレプトアビジン）である。
【０１５１】
いくつかの実施形態では、用語「ビオチン」は、アビジン結合において有効な多様なビオチン誘導体および類似体の任意の１種類を指す。適切なビオチン部分には、ビオチン化ペプチド断片を、アビジンおよび関連のアビジンタンパク質によって単離することを可能にする部分が含まれる。代表的なビオチン部分には、ビオチン誘導体、例えばイミノビオチン、ビオシチンおよびカプロイルアミドビオチン、ならびにビオチン類似体、例えばデスチオビオチンおよびビオチンスルホンが含まれる。
【０１５２】
いくつかの実施形態では、用語「アビジン」は、天然タンパク質ならびに組換えおよび遺伝子操作されたタンパク質の両方を含む、ビオチンに結合する、イムノグロブリン以外の任意のビオチン結合タンパク質を指す。この用語には、「卵白」または「トリの」アビジンおよび「ストレプトアビジン」として公知の２種類の一般的なビオチン結合タンパク質が含まれる。一般に単にアビジンと呼ばれる、卵白またはトリのアビジンは、卵白の構成成分であり、ビオチンとの非共有結合による複合体を形成するタンパク質である。ストレプトアビジンは、アクチノバクテリアＳｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ  ａｖｉｄｉｎｉｉから単離されるアビジンタンパク質であり、これもまた、ビオチンとの非共有結合による複合体を形成する。ビオチン結合タンパク質の他の細菌源も公知である。卵白アビジンおよびストレプトアビジンの両方が、ビオチン結合部位がアビジン分子の反対面上に対になって配置されている、四量体タンパク質である。この用語は、スクシニルアビジン、フェリチンアビジン、酵素アビジンおよび架橋アビジンを含む、アビジン誘導体も指す。
【０１５３】
いくつかの実施形態では、標的分析物分子は、ポリヌクレオチド、例えばＤＮＡ、ＲＮＡまたはＰＮＡであり、ハイブリッドポリマードットにコンジュゲートした生体分子は標的分析物ポリヌクレオチドに特異的に結合する相補性ポリヌクレオチドである。
【０１５４】
いくつかの実施形態では、ハイブリッドポリマードットは、ポリマー粒子の他の特性、例えば、その大きさ、蛍光、疎水性、非特異的結合または吸着特性等を変更する１つまたは複数の分子にコンジュゲートしていてよい。
【０１５５】
いくつかの実施形態では、生体分子のハイブリッドポリマードットへのコンジュゲーションには、限定されるものではないが、カルボキシル基のポリマー粒子への結合を含む、官能基の結合が含まれ得る。いくつかの実施形態では、カルボキシル基は、カルボジイミド、例えば１−エチル−３−［３−ジメチルアミノプロピル］カルボジイミドヒドロクロリド（ＥＤＣ）の存在下で、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド（ＮＨＳ）に反応して、特定の生体分子上に存在する１級アミン基と架橋する、カルボキシレート基のアミン反応性エステルを生成することができる。
【０１５６】
いくつかの実施形態では、カルボキシル化ハイブリッドポリマードットは、ハイブリッドポリマードットおよび生体分子を、例えば０．１ＰＥＧ（ＭＷ３３５０）を含有するＨＥＰＥＳ緩衝溶液（２０ｍＭ、ｐＨ＝７．４）中で混合することによって、タンパク質などの生体分子にコンジュゲートしている。ポリマー粒子上のカルボキシル基と生体分子のアミン基との間のペプチド結合の形成は、ＥＤＣによって触媒することができる。しかし、いくつかの実施形態では、ポリマー粒子の本質的な疎水性の性質に起因して、生体分子は、粒子表面上に非特異的に吸着される傾向がある。いくつかの実施形態では、Ｔｒｉｔｏｎ  Ｘ−１００および／またはウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）が、ポリマー粒子の表面上への生体分子の非特異的吸着を低減するために導入される。
【０１５７】
本明細書に記載の実施例に加えて、いくつかの実施形態では、例えば、ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５６０７９およびＰＣＴ／ＵＳ２０１２／０７１７６７に開示されているものを含む、生体分子をハイブリッドポリマードットにコンジュゲートするための他の戦略および方法を使用することができる。生体分子をハイブリッドポリマードットにコンジュゲートするための他の戦略および方法は、当業者によって、例えば、Ｂｉｏｃｏｎｊｕｇａｔｅ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ（Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ、Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ、１９９６年またはその後の版）に見出され得る。
有機−無機ハイブリッドポリマードットを作製する方法
【０１５８】
本開示は、本明細書に開示のハイブリッドポリマードットを作製する方法を提供する。特定の実施形態では、１つまたは複数のポリマーは、崩壊、沈殿または濃縮されて、一緒になって本明細書に記載の有機−無機相互侵入ネットワークを形成する有機ネットワークおよび無機ネットワークが形成される。
【０１５９】
例えば、この方法は、溶媒、半導体発色団ポリマーおよびオルガノシランを含む溶液（例えば、有機溶液）を提供するステップと、溶液を水溶液と混合するステップとを含み得、溶液、水溶液またはその両方が、バイオコンジュゲーションに適した官能基であるＸを含むオルガノシランを含む。例えば、Ｘを含むオルガノシランが比較的疎水性である場合、これを、溶媒を含む溶液中に提供することができる。逆に、Ｘを含むオルガノシランが比較的親水性である場合、これを、水溶液中に提供することができる。
【０１６０】
図１は、ハイブリッドＰｄｏｔを調製するための例示的な概略図を示している。いくつかの実施形態では、ポリマー（例えば、発色団半導体ポリマー）およびアルキルシランを含む有機溶液（例えば、ＴＨＦ溶液）が提供される。有機溶液は、水溶液に注入される。特定の実施形態では、有機溶液が、１つまたは複数の官能基（例えば、Ｘ）を有するシランを含む。その代わりにまたはそれと組み合わせて、水溶液が、１つまたは複数の官能基（例えば、Ｘ）を有するシランを含む。有機溶液の水溶液への導入により、官能基を有するハイブリッドポリマードットが生成される。
【０１６１】
必要に応じて、有機溶液は、シランをさらに含む。いくつかの実施形態では、有機溶液中にシランを含有することによって、得られるハイブリッドポリマードットの全体的な大きさが低減される。
【０１６２】
いくつかの実施形態では、オルガノシランは、
【化３５】
2019527248.tif 000037
から選択され、
式中、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ６、Ａ７、Ａ１１、Ａ１６、Ａ１７、Ａ１８、Ａ１９、Ａ２０およびＡ２１は、それぞれ独立に、ＣｎＨ２ｎ＋１、ＣｎＨ２ｎＸ、ＣｎＦ２ｎ＋１またはＣｎＦ２ｎＸであり、Ａ０、Ａ４、Ａ５、Ａ８、Ａ９、Ａ１０、Ａ１２、Ａ１３、Ａ１４およびＡ１５は、それぞれ独立に、ＣｍＨ２ｍ＋１、ＣｍＨ２ｍＸ、ＣｍＦ２ｍ＋１またはＣｍＦ２ｍＸであり、ｎは１以上であり、ｍは１以上である。いくつかの実施形態では、ｎは、２以上、３以上、４以上、５以上、６以上、７以上、８以上、９以上、または１０以上である。いくつかの実施形態では、ｎは６以上である。いくつかの実施形態では、ｎは２０以下である。いくつかの実施形態では、ｎは４０以下である。いくつかの実施形態では、ｎは６０以下である。いくつかの実施形態では、ｎは６以上であり、そして２０以下である。いくつかの実施形態では、ｎは６以上であり、そして１５以下である。いくつかの実施形態では、ｎは６以上であり、そして１０以下である。いくつかの実施形態では、ｍは、２以上、３以上、４以上、５以上、６以上、７以上、８以上、９以上、または１０以上である。いくつかの実施形態では、ｍは、５以下、６以下、７以下、８以下、９以下、または１０以下である。いくつかの実施形態では、ｍは２０以下である。いくつかの実施形態では、ｍは４０以下である。いくつかの実施形態では、ｍは６０以下である。いくつかの実施形態では、ｍは１以上であり、そして２０以下である。
【０１６３】
Ｘを含むオルガノシランは、
【化３６】
2019527248.tif 000038
から選択することができ、
式中、Ａ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４およびＡ５は、それぞれ独立に、ＣｍＨ２ｍ＋１、ＣｍＨ２ｍＸ、ＣｍＦ２ｍ＋１またはＣｍＦ２ｍＸであり、ＤはＬＸであり、ここで、Ｌはリンカー部分であり、ｍは１以上である。いくつかの実施形態では、Ｌは、アミノ酸、エステル、アミド、カルバメート、エーテル、アルキレン、アルケニレン、アルキニレン、アリーレン、ポリエーテル、ポリエステル、ポリアミド、ポリカルバメート、ポリアリール、ポリスチレンもしくはポリオレフィン、またはフッ素化されたもしくは部分的にフッ素化されたその誘導体、またはその組合せであり得るが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、Ｌは、水溶性ポリマーである。特定の実施形態では、水溶性ポリマーは、ポリエチレングリコールであってよい。他の実施形態では、Ｌは、化学結合であってよい。いくつかの実施形態では、ｍは３以上である。いくつかの実施形態では、ｍは６以上である。いくつかの実施形態では、ｍは、５以下、６以下、７以下、８以下、９以下、または１０以下である。いくつかの実施形態では、ｍは２０以下である。いくつかの実施形態では、ｍは４０以下である。いくつかの実施形態では、ｍは６０以下である。いくつかの実施形態では、ｍは１以上であり、そして２０以下である。
【０１６４】
いくつかの実施形態では、ｎは、１以上、２以上、３以上、４以上、５以上、６以上、７以上、８以上、９以上、または１０以上である。いくつかの実施形態では、ｎは６以上である。いくつかの実施形態では、ｎは２０以下である。いくつかの実施形態では、ｎは４０以下である。いくつかの実施形態では、ｎは６０以下である。いくつかの実施形態では、ｎは６以上であり、そして２０以下である。
【０１６５】
いくつかの実施形態では、ｍは、１以上、２以上、３以上、４以上、５以上、６以上、７以上、８以上、９以上、または１０以上である。いくつかの実施形態では、ｍは６以上である。いくつかの実施形態では、ｍは２０以下である。いくつかの実施形態では、ｍは４０以下である。いくつかの実施形態では、ｍは６０以下である。いくつかの実施形態では、ｍは１以上であり、そして２０以下である。
【０１６６】
オルガノシランは、アルキルシラン、アルコキシシラン、クロロシラン、オルトシリケート、シロキサン、アルファシラン、アセトキシシラン、アミノシラン、ビスシラン、エポキシシラン、ハロシラン、ハイドロジェンシラン、ハイドロジェンシロキサン、ヒドロキシルシラン、エステルシラン、アリールシラン、アクリルシラン、メタクリルシラン、スチリルシラン、ビニルシラン、オレフィンシラン、硫黄シラン、ホスフィンシラン、ホスフェートシラン、イソシアネートシラン、アジドシラン、アンヒドリドシランもしくはハイドロジェンシロキサン、またはその組合せから選択され得る。具体的には、オルガノシランは、オクトデシルトリメトキシシラン、オクトデシルトリクロロシラン、オルトケイ酸テトラエチル、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、クロロプロピルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリクロロシラン、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、エポキシヘキシルトリエトキシシラン、ヒドロキシメチルトリエトキシシラン、ヨードプロピルトリメトキシシラン、イソシアナトプロピルトリメトキシシラン、メタクリルオキシメチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、スチリルエチルトリメトキシシランまたはその組合せから選択され得る。より具体的には、オルガノシランは、オクトデシルトリメトキシシラン、オクトデシルトリクロロシラン、オルトケイ酸テトラエチルまたはその組合せから選択され得る。
【０１６７】
いくつかの実施形態では、オルガノシランは、シロキサンネットワークを含むハイブリッドポリマードットを形成するために使用され、そしてこのハイブリッドポリマードット中のシロキサンネットワークおよび／またはその成分（例えば、ケイ素）の重量パーセントは、所望に応じて変えることができる。いくつかの実施形態では、シロキサンネットワークおよび／またはその成分（例えば、ケイ素）の重量パーセントは、得られるハイブリッドポリマードット中のコア−シェル構造の形成を回避するように選択される。特定の実施形態では、ハイブリッドポリマードット中のシロキサンネットワーク由来のケイ素の重量パーセントは、約１％に等しいかもしくはそれより低いか、約５％に等しいかもしくはそれより低いか、約１０％に等しいかもしくはそれより低いか、約１５％に等しいかもしくはそれより低いか、約２０％に等しいかもしくはそれより低いか、約２５％に等しいかもしくはそれより低いか、約３０％に等しいかもしくはそれより低いか、約３５％に等しいかもしくはそれより低いか、約４０％に等しいかもしくはそれより低いか、約４５％に等しいかもしくはそれより低いか、または約４７％に等しいかもしくはそれより低い。特定の実施形態では、ハイブリッドポリマードット中のシロキサンネットワーク由来のケイ素の重量パーセントは、約１％に等しいかもしくはそれより高いか、約５％に等しいかもしくはそれより高いか、約１０％に等しいかもしくはそれより高いか、約１５％に等しいかもしくはそれより高いか、約２０％に等しいかもしくはそれより高いか、約２５％に等しいかもしくはそれより高いか、約３０％に等しいかもしくはそれより高いか、約３５％に等しいかもしくはそれより高いか、約４０％に等しいかもしくはそれより高いか、または約４５％に等しいかもしくはそれより高い。特定の実施形態では、ハイブリッドポリマードット中のシロキサンネットワーク由来のケイ素の重量パーセントは、約１％〜約４５％の範囲内、または約１％〜約４７％の範囲内である。
【０１６８】
いくつかの実施形態では、この方法は、官能基を含む第１のオルガノシラン、および、必要に応じて、第２のオルガノシランを提供するステップを含む。第１のオルガノシランは、水溶液中、有機溶液中、またはその両方に提供することができる。必要に応じての第２のオルガノシランは、有機溶液中に提供することができる。有機溶液および水溶液は、ハイブリッドポリマードットを形成するために合わせることができる。
【０１６９】
いくつかの実施形態では、本明細書に開示の方法は、有機溶液もしくは水溶液、またはその組合せを加熱するステップを含むことができる。水溶液はアルカリ性であってもよい。いくつかの実施形態では、水溶液は、９以上のｐＨを有することができる。いくつかの実施形態では、水溶液は、１０以上１１以下のｐＨを有することができる。
【０１７０】
水溶液は、酸性であってもよい。いくつかの実施形態では、水溶液は、６以下のｐＨを有する。いくつかの実施形態では、水溶液は、５以下のｐＨを有する。いくつかの実施形態では、水溶液は、４以下のｐＨを有する。
【０１７１】
いくつかの実施形態では、本明細書に開示の方法に従って作製されたハイブリッドポリマードットは、複数のポリマー、例えば、本明細書に記載の発色団ポリマーの１つまたは複数を含むことができる。いくつかの実施形態では、ポリマードットは、複数の半導体発色団ポリマーを含むことができる。いくつかの実施形態では、ポリマードットは、半導体ポリマーのブレンドを含む。いくつかの実施形態では、ポリマードットは、半導体ポリマーおよび非半導体ポリマーのブレンドを含むことができる。いくつかの実施形態では、ポリマードットは、半導体発色団ポリマーを含むことができる。いくつかの実施形態では、ポリマードットは、半導体発色団ポリマーのブレンドを含むことができる。いくつかの実施形態では、半導体発色団ポリマーのブレンドは、フルオレンポリマー、フルオレンに基づくポリマーもしくはコポリマー、フェニレンビニレンに基づくポリマーもしくはコポリマー、フェニレンエチニレンに基づくポリマーもしくはコポリマー、またはＢＯＤＩＰＹに基づくポリマーもしくはコポリマーを含むことができる。他の実施形態では、半導体発色団ポリマーは、ポリ（９，９−ジヘキシルフルオレニル−２，７−ジイル）（ＰＤＨＦ）、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレニル−２，７−ジイル）（ＰＦＯ）、ポリ［｛９，９−ジオクチル−２，７−ジビニレン−フルオレニレン｝−ａｌｔ−ｃｏ−｛２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシルオキシ）−１，４−フェニレン｝］（ＰＦＰＶ）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレニル−２，７−ジイル）−ｃｏ−（１，４−ベンゾ−｛２，１，３｝−チアジアゾール）］（ＰＦＢＴ）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレニル−２，７−ジイル）−ｃｏ−（４，７−ジ−２−チエニル−２，１，３−ベンゾチアジアゾール）］（ＰＦＴＢＴ）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレニル−２，７−ジイル）−９−ｃｏ−（４，７−ジ−２−チエニル−２，１，３−ベンゾチアジアゾール）］（ＰＦ−０．１ＴＢＴ）、ポリ［２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシルオキシ）−１，４−フェニレンビニレン］（ＭＥＨ−ＰＰＶ）、ポリ［２−メトキシ−５−（２−エチルへキシルオキシ）−１，４−（１−シアノビニレン−１，４−フェニレン）］（ＣＮ−ＰＰＶ）、またはＢＯＤＩＰＹモノマーおよび発光単位を含む半導体ポリマー（ＢＯＤＩＰＹ  ５７０、ＢＯＤＩＰＹ  ５９０、もしくはＢＯＤＩＰＹ  ６９０が挙げられる）を含むことができる。ポリマードットは、ＢＯＤＩＰＹ誘導体を含むことができる。いくつかの実施形態では、このＢＯＤＩＰＹ誘導体は、式（Ｉ）：
【化３７】
2019527248.tif 000039
の構造を有し、
式中、Ｒ１、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ３Ａ、Ｒ４ＡおよびＲ４Ｂのそれぞれは、水素、アルキル、アラルキル、アリールおよびアルコキシ−アリールから独立に選択され、前記ＢＯＤＩＰＹ誘導体は、Ｒ１、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ３Ａ、Ｒ４ＡおよびＲ４Ｂまたはその組合せに結合することによって前記発色団ポリマーに統合される。
【０１７２】
Ｘは、アミン、カルボキシレート、カルボキシル、マレイミド、チオール（−ＳＨ）、無水マレイン酸、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドエステル、メルカプト、アジド、アルキン、アルデヒド、ヒドロキシル、カルボニル、サルフェート、スルホネート、ホスフェート、シアネート、スクシンイミジルエステル、歪んだアルキン、アジド、ジエン、アルケン、テトラジン、歪んだアルケン、シクロオクチンまたはホスフィンを含むことができる。特に、Ｘは、カルボキシル基を含むことができる。
【０１７３】
Ｌは、化学結合、アミノ酸、エステル、アミド、カルバメート、エーテル、アルキレン、アルケニレン、アルキニレン、アリーレン、ポリエーテル、ポリエステル、ポリアミド、ポリカルバメート、ポリアリール、ポリスチレン、もしくはポリオレフィンまたはフッ素化されたもしくは部分的にフッ素化されたその誘導体、またはその組合せから選択され得る。特に、Ｌは、水溶性ポリマーであってよい。水溶性ポリマーは、ポリエチレングリコールであってよい。あるいは、Ｌは、化学結合であってもよい。
【０１７４】
少なくとも１つのＤは、本明細書に開示の方法に従って作製されたポリマードットの表面上に位置することができる。いくつかの実施形態では、生物学的分子が、Ｄにコンジュゲートしている。いくつかの実施形態では、生物学的分子は、ポリマードットの表面上に位置する少なくとも１つのＤにコンジュゲートしている。いくつかの実施形態では、生物学的分子は、ナノ粒子の表面上に位置するＤにコンジュゲートしている。いくつかの実施形態では、生物学的分子は、タンパク質または核酸を含むことができる。いくつかの実施形態では、生物学的分子は、抗体を含むことができる。いくつかの実施形態では、生物学的分子は、ストレプトアビジンを含むことができる。
有機−無機ハイブリッドポリマードットを使用する方法
【０１７５】
本開示はさらに、本明細書に記載のハイブリッドポリマードットを使用する方法を提供する。例えば、本開示は、多様な用途のために、新規分類の蛍光プローブとしての本明細書に記載のハイブリッドポリマードットおよびそれらのバイオコンジュゲートを使用する、蛍光に基づく検出方法を提供する。これらとしては、限定されるものではないが、フローサイトメトリー、蛍光活性化分取、免疫蛍光、免疫組織化学的検査、蛍光多重化、ＤＮＡおよび遺伝子解析、蛍光インサイチュハイブリッド形成法（ＦＩＳＨ）、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）分析、等温ＤＮＡまたはＲＮＡ増幅に基づく分析、タンパク質分析、代謝産物分析、脂質分析、フェルスター共鳴エネルギー移動（ＦＲＥＴ）に基づくセンサー、高速大量処理スクリーニング、細胞検出、細菌検出、ウイルス検出、バイオマーカー検出、細胞画像化、インビボ画像化、生体直交型標識化、Ｐｄｏｔセンサー、Ｐｄｏｔ変換器に基づくセンサー、蛍光に基づく生物学的アッセイ、例えば免疫アッセイおよび酵素に基づくアッセイ、ならびに生物学的アッセイおよび測定における多様な蛍光技術が挙げられる。特定の実施形態では、ハイブリッドポリマードットは、本明細書では、例えば、ウェスタンブロット分析の過程におけるなどの、タンパク質またはペプチドの検出のための検出剤として使用するためのいくつかの長所を有する。本開示によるハイブリッドポリマードットは、タンパク質またはペプチド、特にタンパク質の検出を可能にする、１つまたは複数の任意の適切なポリマーサブユニットを含むことができる。本開示によるハイブリッドポリマードットは、核酸、特にＤＮＡまたはＲＮＡの検出を可能にする、１つまたは複数の任意の適切なポリマーサブユニットを含むことができる。
【０１７６】
いくつかの実施形態では、ハイブリッドポリマードットは、蛍光に基づく検出方法のための高い発光輝度などの優れた光物理的特性を提供することができる。いくつかの実施形態では、ハイブリッドポリマードットは、最小限の非特異的吸着あるいは標的細胞もしくは細胞構造または固定化生体分子との相互作用などの優れた特異的な細胞標的化能を提供することができる。いくつかの実施形態では、蛍光に基づく検出方法は、半導体発色団ポリマーおよび無機ネットワークを含む有機−無機ハイブリッドポリマードットであって、半導体発色団ポリマーおよび無機ネットワークが、有機−無機相互侵入ネットワークを形成している、有機−無機ハイブリッドポリマードットから発光された光を検出するステップを含むことができる。無機ネットワークは、例えば、シロキサンネットワーク、酸化チタンネットワークもしくはチタン−シロキサンネットワーク、または本明細書に記載の他の無機ネットワークのいずれかであってよい。
【０１７７】
本明細書に開示のハイブリッドポリマードットは、細胞などの生物学的分子にコンジュゲートしていてよい。ハイブリッドポリマードットは、このようなコンジュゲートした生物学的分子を標識、検出および追跡するために使用され得る蛍光源を提供する、発色団ポリマーを含むことができる。このような標識化は、例えば、蛍光活性化細胞分取（ＦＡＣＳ）などの方法を使用する、フローサイトメトリーにおける粒子の分取ために使用することができる。このような標識化は、例えば、免疫アッセイ（例えば、ＥＬＩＳＡ）を使用して分子の存在を検出するために使用することができる。このような標識化は、例えば、熱サイクル（例えば、ＰＣＲ）を用いてもよく、または等温スキーム（例えば、ＬＡＭＰ、ＮＡＳＢＡ、ＲＰＡ、ＲＣＡ等）を用いてもよい核酸増幅スキームを使用して、核酸の存在を検出するために使用することができる。このような標識化は、例えば、非増幅スキーム（例えば、分子ビーコンによる）を使用して、核酸の存在を検出するために使用することができる。ハイブリッドポリマードットの蛍光特性は、生物学的粒子へのコンジュゲーションを介して変更されてもよく、粒子のコンジュゲーションの状態に従ってそれらを分取することが可能になる。コンジュゲートしたハイブリッドポリマードットは、溶液中または固体表面に接着した細胞または他の生物学的粒子の光学的同定に使用することもできる。ハイブリッドポリマードットは、生体適合性のままであり、多くの既に開示されたポリマードットにおいて利用可能であるものよりも高密度かつより大きさの小さな生物学的粒子を標識する能力を提供する。
【０１７８】
いくつかの実施形態では、分析物を検出する方法であって、分析物を含む試料をハイブリッドポリマードットと接触させるステップを含む、方法が提供される。他の実施形態では、この方法は、分析物を含む試料をハイブリッドポリマードットの懸濁液と接触させるステップを含む。いくつかの実施形態では、試料は、血液、尿、便、リンパ液、唾液、涙液または脳脊髄液を含む。いくつかの実施形態では、試料は、ヒト対象、動物または単細胞生物などの対象に由来する。いくつかの実施形態では、試料は、生存動物または組織を含む。いくつかの実施形態では、分析物は、ハイブリッドポリマードットに結合している生体分子への結合親和性を有する。いくつかの実施形態では、分析物は、ポリペプチド、ポリヌクレオチド、細胞、細胞画分、ウイルス、薬物、毒素、炭水化物、糖、脂質または脂肪酸を含む。
【０１７９】
いくつかの実施形態では、この方法は、試料、懸濁液および／またはハイブリッドポリマードットから発光された信号を測定するステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、この方法は、試料および／または懸濁液から発光された信号を使用して分析物を測定するステップをさらに含む。
【０１８０】
いくつかの実施形態では、この方法は、試料、懸濁液および／またはハイブリッドポリマードットを、電磁放射線源を用いて励起させるステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、電磁放射線は、分光フィルタ、多色鏡（ｍｕｌｔｉｃｈｒｏｉｃ  ｍｉｒｒｏｒ）またはその組合せを通過する。いくつかの実施形態では、サンプルを励起させる電磁放射線のピーク波長は、約２００ｎｍと約３００ｎｍとの間、約２５０ｎｍと約３５０ｎｍとの間、約３００ｎｍと約４００ｎｍとの間、約３５０ｎｍと約４５０ｎｍとの間、約４００ｎｍと約５００ｎｍとの間、約４５０ｎｍと約５５０ｎｍとの間、約５００ｎｍと約６００ｎｍとの間、約５５０ｎｍと約６５０ｎｍとの間、約６００ｎｍと約７００ｎｍとの間、約６５０ｎｍと約７５０ｎｍとの間、約７００ｎｍと約８００ｎｍとの間、約７５０ｎｍと約８５０ｎｍとの間、約８００ｎｍと約９００ｎｍとの間、約８５０ｎｍと約９５０ｎｍとの間、または約９００ｎｍと約１０００ｎｍとの間である。
【０１８１】
いくつかの実施形態では、この方法は、試料から分析物を分離するステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、試料から分析物を分離するステップは、分析物と会合したハイブリッドポリマードットをフローサイトメーターまたはマイクロ流体デバイスのフローセルに方向付けることを含む。いくつかの実施形態では、試料から分析物を分離するステップは、分析物と会合したハイブリッドポリマードットを固体支持体に結合させることを含む。いくつかの実施形態では、試料から分析物を分離するステップは、分析物と会合したハイブリッドポリマードットを粒子（例えば、ビーズまたは磁性ビーズ）に結合させることを含む。
【０１８２】
いくつかの実施形態では、本開示の組成物、方法および系は、限定されるものではないが、免疫細胞化学、免疫組織化学的検査および酵素に基づくアッセイを含む免疫アッセイに使用される。いくつかの実施形態では、免疫アッセイを使用して、タンパク質などのポリペプチドを含む分析物が検出される。いくつかの実施形態では、抗体は、ハイブリッドポリマードットに間接的に、例えば、ポリマードットに結合している官能基へのコンジュゲーションによって、結合している。いくつかの実施形態では、抗体は、一次抗体である。いくつかの実施形態では、抗体は、二次抗体である。いくつかの実施形態では、一次抗体および二次抗体の両方が、ハイブリッドポリマードットに間接的に結合している。いくつかの実施形態では、アッセイは、組織から解離した細胞に対して実施される。他の実施形態では、アッセイは、無傷の（解離していない）組織に対して実施される。いくつかの実施形態では、ハイブリッドポリマードットを使用して、酵素結合免疫吸着アッセイ（ＥＬＩＳＡ）などの酵素に基づくアッセイが実施される。
【０１８３】
いくつかの実施形態では、本開示の組成物、方法および系は、限定されるものではないが、ポリメラーゼ連鎖反応、逆転写酵素ＰＣＲ、リガーゼ連鎖反応、ループ介在増幅、逆転写ループ介在増幅、ヘリカーゼ依存性増幅、逆転写ヘリカーゼ依存性増殖、リコンビナーゼポリメラーゼ増幅、逆転写リコンビナーゼポリメラーゼ増幅、触媒ヘアピンアセンブリ反応、ハイブリダイゼーション連鎖反応、エントロピー駆動触媒反応、鎖置換増幅、逆転写鎖置換増幅、核酸配列に基づく増幅、転写介在増幅、自家持続配列複製、単一プライマー等温増幅、ＲＮＡ技術の信号媒介増幅、ローリングサークル増幅、ハイパーブランチローリングサークル増幅、指数的増幅反応、スマート増幅、等温キメラプライマー開始核酸増幅、多置換増幅および／またはインサイチュハイブリダイゼーションを含む、ポリヌクレオチドの分析に使用される。
【０１８４】
いくつかの実施形態では、本開示の組成物、方法および系は、脂質、糖、ヌクレオチド、アミノ酸、脂肪酸および他の代謝産物を含む代謝産物の分析のために使用される。
【０１８５】
いくつかの実施形態では、本開示の組成物、方法および系は、限定されるものではないが、インビトロ真核細胞、インビボ真核細胞および原核細菌細胞を含む細胞を検出するために使用される。
【０１８６】
いくつかの実施形態では、本開示の組成物、方法および系は、限定されるものではないが、ミトコンドリア、小胞体および／またはシナプトソームを含む細胞小器官および他の細胞成分画分を検出するために使用される。
【０１８７】
いくつかの実施形態では、本開示の組成物、方法および系は、バイオアッセイにおいてバイオマーカーを検出するために使用される。バイオマーカーは、限定されるものではないが、タンパク質などのポリペプチド、ＤＮＡおよび／もしくはＲＮＡなどのポリヌクレオチド、脂質、脂肪酸、糖、ヌクレオチドもしくはアミノ酸などの代謝産物、細胞、ウイルスまたはウイルス粒子であってよい。
【０１８８】
本発明の好ましい実施形態を、本明細書に示し、説明しているが、このような実施形態は例としてのみ提供されることが当業者には明白であろう。数々の変形例、変更および置換が、ここで、本発明から逸脱することなく当業者には想起されよう。本明細書に記載の本発明の実施形態への様々な代替例が、本発明の実施において用いられ得ることが理解されるべきである。以下の特許請求の範囲が、本発明の範囲を定義すること、ならびにこれらの特許請求の範囲内の方法および構造ならびにそれらの等価物がこれに包含されることが意図される。
【実施例】
【０１８９】
本開示の組成物および方法を、以下の非限定的実施例によってさらに例示する。
（実施例１）
ＴＥＯＳを使用したハイブリッドポリマードットの調製
【０１９０】
この実施例は、後続の特徴付け、バイオコンジュゲーションおよび生物学的用途のために、有機−無機ハイブリッドポリマードットを作製する方法を実証する。この方法は、オルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）の使用を含む。
【０１９１】
それぞれ、半導体ポリマー、アルキルシランおよびオルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）を含有する、３つのテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）溶液を調製し、すべてのＴＨＦ溶液を混合して均質な溶液を形成する。混合した溶液を、超音波清浄浴中で超音波処理しながら水溶液に急速に注入する。水溶液は、バイオコンジュゲーションに適した官能基、例えば、カルボン酸、カルボキシレートまたは１級アミンを有するアルキルシランを含む。水溶液のｐＨ値を、アンモニアを用いておよそ１１のｐＨに調節する。
【０１９２】
ハイブリッドポリマードットは、Ｎ２ストリッピングを用い、加熱しながらＴＨＦを除去した後に得られる。シランおよびアンモニアの加水分解中に形成されたアルコールを、ＴＨＦと一緒に除去する。最終ハイブリッドＰｄｏｔ溶液は、中性に近い、すなわちおよそ７のｐＨ値を示す。
（実施例２）
ＴＥＯＳを使用しないハイブリッドポリマードットの調製
【０１９３】
この実施例は、後続の特徴付け、バイオコンジュゲーションおよび生物学的用途のために、有機−無機ハイブリッドポリマードットを作製する方法を実証する。この方法は、オルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）の使用を含まない。
【０１９４】
それぞれ、半導体ポリマーおよびアルキルシランを含有する、２つのテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）溶液を調製し、両方のＴＨＦ溶液を混合して均質な溶液を形成する。混合した溶液を、超音波清浄浴中で超音波処理しながら水溶液に急速に注入する。水溶液は、バイオコンジュゲーションに適した官能基、例えば、カルボン酸、カルボキシレートまたは１級アミンを有するアルキルシランを含む。水溶液のｐＨ値を、アンモニアを用いておよそ１１のｐＨに調節する。
【０１９５】
ハイブリッドポリマードットは、Ｎ２ストリッピングを用い、加熱しながらＴＨＦを除去した後に得られる。シランおよびアンモニアの加水分解中に形成されたアルコールを、ＴＨＦと一緒に除去する。最終ハイブリッドＰｄｏｔ溶液は、中性に近い、すなわちおよそ７のｐＨ値を示す。
（実施例３）
ハイブリッドポリマードットの調製および特徴付け
【０１９６】
この実施例は、後続の特徴付け、バイオコンジュゲーションおよび生物学的用途のために、実施例１の方法に従って有機−無機ハイブリッドポリマードットを作製する方法を実証する。
【０１９７】
それぞれ、半導体ポリマー、アルキルシランおよびＴＥＯＳを含有する、３つのテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）溶液を調製した。表１は、使用した半導体ポリマーを提供し、さらに、アルキルシランおよびＴＥＯＳに対するポリマーの組成比を提示する。使用したアルキルシランは、表１に提示されている通り、オルトケイ酸テトラメチル（ＴＭＯＳ）またはＴＣＯＳ（図２に示す化学構造）のいずれかであった。
【０１９８】
すべてのＴＨＦ溶液を混合して均質な溶液を形成した。混合した溶液を、超音波清浄浴中で超音波処理しながら水溶液に急速に注入した。水溶液は、バイオコンジュゲーションに適した官能基、例えば、カルボン酸、カルボキシレートまたは１級アミンを有するアルキルシランを含む。水溶液のｐＨ値を、アンモニアを用いておよそ１１のｐＨに調節する。
【０１９９】
ハイブリッドポリマードットは、Ｎ２ストリッピングを用い、加熱しながらＴＨＦを除去した後に得られた。シランおよびアンモニアの加水分解中に形成されたアルコールを、ＴＨＦと一緒に除去した。最終ハイブリッドＰｄｏｔ溶液は、中性に近い、すなわちおよそ７のｐＨ値を示した。
【０２００】
表１は、動的光散乱（ＤＬＳ）によって測定したポリマードットの大きさ、ゼータ電位（ζ）および蛍光量子収率（ＱＹ）を示している。表１に示されている通り、ハイブリッドポリマードットは、それぞれの未処理のポリマードットの蛍光量子収率よりも高い蛍光量子収率を示す。このことは、有機−無機相互侵入構造の形成の重要性を示している。これらの結果はまた、ポリマードットの光学特性および安定性を改善するためのこの一般的な戦略を強調している。
【表１】
2019527248.tif 000040
（実施例４）
ＰＦＢＴを使用したハイブリッドポリマードットの調製
【０２０１】
この実施例は、後続の特徴付け、バイオコンジュゲーションおよび生物学的用途のために、有機−無機ハイブリッドポリマードットを作製する方法を実証する。
【０２０２】
ＰＦＢＴ（発色団ポリマー）を、不活性雰囲気下で撹拌することによってテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に溶解して、濃度１ｍｇ／ｍＬの溶液を作製した。ＴＭＯＳ（有機アルキルシラン）をＴＨＦに溶解して、濃度１ｍｇ／ｍＬの溶液を作製した。あるいは、ＴＣＯＳを有機アルキルシランとして使用することができる。ＴＥＯＳ（有機シラン）をＴＨＦに溶解して、濃度１ｍｇ／ｍＬの溶液を作製した。ＰＦＢＴ、ＴＭＯＳ（またはＴＣＯＳ）およびＴＥＯＳ溶液をＴＨＦで希釈して、ＰＦＢＴを濃度０．１ｍｇ／ｍＬで含有する、混合された均質溶液２ｍＬを形成した。次に、シラン−ＣＯＯＮａの１０−３Ｍ水溶液を調製し、この溶液のｐＨ値をおよそ１１に調節した。２ｍＬ量のＰＦＢＴ溶液混合物を、混合物を超音波処理しながら、先に調製したシラン−ＣＯＯＮａ水溶液１０ｍＬに急速に添加した。ＴＨＦを、窒素ストリッピングによって除去し、溶液を、連続窒素ストリッピングによって、ホットプレート上９０℃で２ｍＬまで濃縮し、その後０．２ミクロンフィルターを介して濾過した。
【０２０３】
図２は、発色団ポリマーであるポリフルオレン−ベンゾチアジアゾール、ならびにＴＭＯＳ、ＴＣＯＳおよびＴＥＯＳなどの有機アルキルシラン分子の化学構造を提示している。シラン−ＣＯＯＮａなどのカルボキシレート基を有する官能性シラン分子も、図２に例示されている。
【０２０４】
得られたナノ粒子分散液は、透明かつ数カ月にわたり凝集の兆候がなく安定である。ハイブリッドポリマードットをさらに特徴付けし、蛍光画像化用途のために生体分子にコンジュゲートさせる。
（実施例５）
未処理のおよびハイブリッドポリマードットの調製
【０２０５】
この実施例は、後続の特徴付け、バイオコンジュゲーションおよび生物学的用途のために、実施例１または２の方法に従って有機−無機ハイブリッドポリマードットを作製する方法を実証する。
【０２０６】
ハイブリッドポリマードットを、実施例１または２に従って調製し、ここで、ポリマー、アルキルシランおよび必要に応じてのＴＥＯＳは、表２に提示されている通りであった。
【０２０７】
表２に示されている通り、ハイブリッドポリマードットは、それぞれの未処理のポリマードット（無機ネットワークを含まないポリマードット）の蛍光量子収率よりも高い蛍光量子収率を示す。このことは、有機−無機相互侵入構造の形成の重要性を示している。これらの結果はまた、ポリマードットの光学特性および安定性を改善するためのこの一般的な戦略を強調している。
【表２】
2019527248.tif 000041
（実施例６）
ハイブリッドポリマードットの大きさ、表面電位および蛍光量子収率の特徴付け
【０２０８】
この実施例は、ハイブリッドポリマードットの粒径、表面電位および蛍光量子収率の評価を実証する。
【０２０９】
ハイブリッドポリマードットを、実施例１または２に従って調製し、ここで、ポリマー、アルキルシランおよび必要に応じてのＴＥＯＳは、表３に提示されている通りであった。
【０２１０】
ハイブリッドポリマードットの粒径および表面電位を、Ｍａｌｖｅｒｎ  Ｎａｎｏｓｉｚｅｒ  ＺＳを使用することによって測定した。ＵＶ−Ｖｉｓ吸収スペクトルを、１ｃｍの石英キュベットを使用するＤＵ  ７２０分光光度計を使用して記録した。蛍光スペクトルを、Ｆｌｕｏｒｏｌｏｇ−３蛍光光度計で、１ｃｍの石英キュベットを使用して、収集した。ハイブリッドポリマードットの蛍光量子収率を、１５０Ｗ  ＣＷキセノンランプからの励起４６０ｎｍで、積分球（モデルＣ９９２０−０２、Ｈａｍａｍａｔｓｕ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ）を使用して収集した。
【０２１１】
表３に、粒径、表面電位および蛍光量子収率データをまとめる。表３から分かる通り、ハイブリッドポリマードットは、未処理のポリマードットの粒径と比較して、同等またはより小さい粒径を有する。しかし、ハイブリッドポリマードットは、未処理のポリマードットと比較して、より高い量子収率を有する。このことは、ハイブリッドポリマードットの蛍光特性が改善されたことを示している。
【表３】
2019527248.tif 000042
（実施例７）
ハイブリッドポリマードットの透過型電子顕微鏡特徴付け
【０２１２】
この実施例は、透過型電子顕微鏡による、ハイブリッドポリマードットの大きさ、形態および単分散性の評価を実証する。
【０２１３】
ハイブリッドポリマードットを、実施例１に従って調製して、ＰＦＢＴ、ＴＭＯＳおよびＴＥＯＳ；ＰＦＢＴ、ＴＣＯＳおよびＴＥＯＳ；ならびにＭＥＨ−ＰＰＶ、ＴＭＯＳおよびＴＥＯＳを使用するハイブリッドポリマードットを作製した。
【０２１４】
ＴＥＭ測定を、ハイブリッドポリマードット分散液１滴を銅製の格子上に置くことによって行った。分散液から水を蒸発させた後、表面を、ＴＥＭ（ＦＥＩ  Ｔｅｃｎａｉ  Ｆ２０、２００ｋＶ）を使用して画像化した。図３は、ハイブリッドポリマードットおよび未処理のポリマードットの代表的なＴＥＭ画像を示している。ＴＥＭ結果は、未処理のポリマードットと比較して、ハイブリッドポリマードットは単分散性が改善されたことを示している。とりわけ、ハイブリッドポリマードットの拡大ＴＥＭ画像は、ハイブリッドポリマードットがコア−シェル構造もコア−キャップ構造も有さないことを示している。このことは、有機シランの加水分解によりシリカネットワークが形成され、シリカネットワークおよび半導体ポリマーの相互侵入ハイブリッドネットワークが形成されることを示している。
（実施例８）
ハイブリッドポリマードットの単一粒子輝度
【０２１５】
この実施例は、横並びの単一粒子発光輝度評価ならびにハイブリッドポリマードットと未処理のポリマードットとの比較を実証する。
【０２１６】
ハイブリッドポリマードットを、実施例１に従って調製し、ここで、ポリマー、アルキルシランおよびＴＥＯＳは、表４に提示されている通りであった。
【０２１７】
ハイブリッドポリマードットをＭｉｌｌｉ−Ｑ水で希釈し、真空下で清浄なガラスカバーガラス上で乾燥させ、蛍光顕微鏡で画像化した。サファイアレーザー（Ｃｏｈｅｒｅｎｔ、Ｓａｎｔａ  Ｃｌａｒａ、ＣＡ、ＵＳＡ）からの４８８ｎｍレーザービームを、自作の操縦型光学装置（ｓｔｅｅｒｉｎｇ  ｏｐｔｉｃｓ）を使用して、倒立顕微鏡（Ｎｉｋｏｎ  ＴＥ２０００Ｕ、Ｍｅｌｖｉｌｌｅ、ＮＹ、ＵＳＡ）に向けた。レーザー励起出力を、対象物の前のノーズピースにおいて測定した。照射および集光のために使用した対物レンズは、１．４５ＮＡ  １００×対物レンズ（Ｎｉｋｏｎ、Ｍｅｌｖｉｌｌｅ、ＮＹ、ＵＳＡ）であった。蛍光信号を５００ｎｍのロングパスフィルター（ＨＱ５００ＬＰ；Ｃｈｒｏｍａ、Ｒｏｃｋｉｎｇｈａｍ、ＶＴ、ＵＳＡ）に通し、ＥＭＣＣＤカメラ（Ｐｈｏｔｏｍｅｔｒｉｃｓ  Ｃａｓｃａｄｅ：５１２Ｂ、Ｔｕｃｓｏｎ、ＡＺ  ＵＳＡ）で画像化した。所与の粒子のフレーム１つ当たり発光された蛍光強度を、蛍光スポットにわたるＣＣＤ信号を積分することによって推定した。
【０２１８】
図４は、同一の取得およびレーザー励起条件下で蛍光画像から得た単一粒子強度ヒストグラムを示している。表４にまとめた結果は、本明細書に開示の方法に従って調製したハイブリッドポリマードットが、未処理のポリマードットの蛍光信号と比較して、蛍光信号において改善を呈することを示している。蛍光輝度は、ピーク吸収断面と蛍光量子収率の積である。量子収率値に基づいて、このような改善は、ハイブリッドポリマードットの粒子当たりの吸収断面が、未処理のポリマードットの粒子当たりの吸収断面と同等であることを示している。このことは、ハイブリッドポリマードットに充填された発色団ポリマー鎖の数が、未処理のポリマードットに充填された発色団ポリマー鎖の数と同様であることを示している。このことは、未処理のポリマードットは一般にハイブリッドポリマードットよりも大きいが、ハイブリッドポリマードットは、よりコンパクトな内部構造を有することを示している。さらに、相互侵入ネットワークの形成は、ポリマーが一緒になって密に詰められた場合、それらの自己消光を低減するかもしれない。
【表４】
2019527248.tif 000043
（実施例９）
細胞標識化のためのハイブリッドポリマードットの生体分子コンジュゲーション
【０２１９】
この実施例は、ハイブリッドポリマードット上のカルボキシル基と、生体分子上のアミン基との間のＥＤＣ触媒型の反応を利用したバイオコンジュゲーションを実証する。
【０２２０】
ハイブリッドポリマードットを、実施例１に従って調製して、ＰＦＢＴ、ＴＭＯＳおよびＴＥＯＳを２：１：１および２：２：２の比で使用するハイブリッドポリマードット、ならびにＰＦＢＴ、ＴＣＯＳおよびＴＥＯＳを２：１：１および２：２：２の比で使用するハイブリッドポリマードットを作製した。
【０２２１】
ポリエチレングリコール（５％ｗ／ｖＰＥＧ、ＭＷ３３５０）６０μＬおよび濃縮したＨＥＰＥＳ緩衝液（１Ｍ）６０μＬを、ハイブリッドポリマードット溶液（ＭｉｌｌｉＱ水中５０μｇ／ｍＬ）３ｍＬに添加し、ｐＨ７．３の２０ｍＭ  ＨＥＰＥＳ緩衝液中のハイブリッドポリマードット溶液を得た。次に、ストレプトアビジン１８０μＬを溶液に添加し、ボルテックスすることによって十分に混合した。あるいは、ＩｇＧ抗体（１ｍｇ／ｍＬ）を、ストレプトアビジン１８０μＬの代わりに使用することができる。１−エチル−３−［３−ジメチルアミノプロピル］カルボジイミドヒドロクロリド（ＥＤＣ）溶液（ＭｉｌｌｉＱ水中５ｍｇ／ｍＬ）６０μＬを、ボルテックスした溶液に添加し、混合物を回転式振とう機で４時間、室温で振とうした。得られたハイブリッドポリマードット−ストレプトアビジンバイオコンジュゲートを、ゲル濾過によってＳｅｐｈａｃｒｙｌ  ＨＲ−３００ゲル媒質を使用して遊離生体分子から分離した。
【０２２２】
ＭＣＦ−７およびＳＫ−ＢＲ−３乳がん細胞系を、Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｔｙｐｅ  Ｃｕｌｔｕｒｅ  Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ（ＡＴＣＣ、Ｍａｎａｓｓａｓ、ＶＡ、ＵＳＡ）に発注した。細胞を、１０％ウシ胎児血清（ＦＢＳ）、５０Ｕ／ｍＬペニシリン、および５０μｇ／ｍＬストレプトマイシンを補充したイーグル最小必須培地（ＭＣＦ−７について）またはＭｃＣｏｙ  ５Ａ培地（ＳＫ−ＢＲ−３について）中、３７℃、５％ＣＯ２で培養した。実験前に、コンフルエンスに達するまで細胞を前培養した。細胞を、培養培地で簡潔にすすぎ、その後トリプシン−ＥＤＴＡ溶液（０．２５ｗ／ｖ％トリプシン、０．５３ｍＭのＥＤＴＡ）５ｍＬで３７℃において５〜１５分間インキュベートすることによって培養フラスコから回収した。細胞を、完全に剥離した後にすすぎ、遠心分離処理にかけ、標識化緩衝液（１×ＰＢＳ、２ｍＭ  ＥＤＴＡ、１％ＢＳＡ）に再び懸濁させた。細胞濃度を、顕微鏡によって血球計数器を使用して決定した。
【０２２３】
ハイブリッドポリマードット−ストレプトアビジンバイオコンジュゲートを、ＥｐＣＡＭを検出するためのプローブとして使用した。ハイブリッドポリマードット−ストレプトアビジンバイオコンジュゲートを用いて細胞表面マーカーを標識するために、ガラス底の培養皿に入れた生存ＭＣＦ−７細胞を、抗ヒトＣＤ３２６一次抗体５μｇ／ｍＬ、ビオチン化二次抗マウスＩｇＧ（Ｂｉｏｌｅｇｅｎｄ、Ｓａｎ  Ｄｉｅｇｏ、ＣＡ、ＵＳＡ）５μｇ／ｍＬおよび５ｎＭのハイブリッドＰｄｏｔ−ストレプトアビジンと一緒に、それぞれ逐次的に３０分間インキュベートした。各インキュベーションの後に、２回の洗浄ステップを実施した。ハイブリッドポリマードットでタグ付けした細胞を、蛍光共焦点顕微鏡（Ｚｅｉｓｓ  ＬＳＭ５１０）ですぐに画像化した。共焦点画像化によって示される通り、ハイブリッドポリマードット−ストレプトアビジンバイオコンジュゲートは、ビオチン化抗ＥｐＣＡＭ一次抗体と共に、生存ＭＣＦ−７細胞の表面上のＥｐＣＡＭを有効に標識した。
【０２２４】
細胞を、ビオチン一次抗体がない状態で、ハイブリッドポリマードット−ストレプトアビジンバイオコンジュゲートと一緒にインキュベートした場合、細胞表面では蛍光は観察されなかった。このことは、ハイブリッドポリマードット−ストレプトアビジンバイオコンジュゲートの非常に特異的な結合を示している。信号の欠如も、このビオチン−ストレプトアビジン標識化系において非特異的結合がないことを示した。
【０２２５】
図６および図８はハイブリッドポリマードットバイオコンジュゲートで標識されたＭＣＦ細胞の蛍光画像化を提示している。
【０２２６】
蛍光画像化に加えて、フローサイトメトリーを使用して、ハイブリッドポリマードット−ストレプトアビジンバイオコンジュゲートの標識化輝度を評価した。図１１は、ハイブリッドポリマードットで標識されたＭＣＦ−７細胞のフローサイトメトリー結果を示している。「Ｎ−１」は、ストレプトアビジンなしにハイブリッドポリマードットと一緒にインキュベートした対照細胞を示す。「Ｎ−２」は、ビオチン化一次抗体がない状態で、ハイブリッドポリマードット−ストレプトアビジンバイオコンジュゲートと一緒にインキュベートした対照細胞を示す。「Ｐ」は、ハイブリッドポリマードット−ストレプトアビジンバイオコンジュゲートおよびビオチン化一次抗体と一緒にインキュベートした細胞を示す。蛍光は、「Ｐ」群のみについて観察された。このことは、ハイブリッドポリマードット−ストレプトアビジンバイオコンジュゲートの非常に特異的な結合を示している。
【０２２７】
図５は、未処理のポリマードットバイオコンジュゲートと比較した、ハイブリッドポリマードット−ストレプトアビジンバイオコンジュゲートで標識したＭＣＦ−７細胞のフローサイトメトリー結果を示している。図５において、Ｐｄｏｔ−１は、ＰＦＢＴ／ＰＳ−ＰＥＧ−ＣＯＯＨ（２０％）であり、Ｐｄｏｔ−２は、ＰＦＢＴ／ＴＭＯＳ／ＴＥＯＳ＝２／１／１であり、Ｐｏｔ−３は、ＰＦＢＴ／ＴＭＯＳ／ＴＥＯＳ＝２／２／２であり、Ｐｄｏｔ−４は、ＰＦＢＴ／ＴＣＯＳ／ＴＥＯＳ＝２／１／１であり、Ｐｄｏｔ−５は、ＰＦＢＴ／ＴＭＯＳ／ＴＥＯＳ＝２／２／２であり、−Ｎは、細胞を、ビオチン化一次抗体と一緒にインキュベートせず、ビオチン化一次抗体なしで、ハイブリッドポリマードット−ストレプトアビジンコンジュゲートと一緒に直接インキュベートした負の対照を示し、−Ｐは、正の標識化を示す。結果は、ハイブリッドポリマードットが、ＰＳ−ＰＥＧ−ＣＯＯＨブレンド法によって官能化されたポリマードット、未処理のポリマードットと比較して、同様またはわずかに高い細胞標識化輝度を呈することを示している。
（実施例１０）
細胞標識化のためのハイブリッドポリマードットの光安定性
【０２２８】
この実施例は、ハイブリッドポリマードットバイオコンジュゲートで標識した細胞の光安定性測定を実証する。
【０２２９】
ハイブリッドポリマードットを、実施例１に従って調製して、ＰＦＢＴ、ＴＭＯＳおよびＴＥＯＳを２：１：１および２：２：２の比で使用するハイブリッドポリマードット、ならびにＰＦＢＴ、ＴＣＯＳおよびＴＥＯＳを２：１：１および２：２：２の比で使用するハイブリッドポリマードットを作製した。
【０２３０】
ＭＣＦ−７細胞を、実施例８で提供される通りに標識した。ハイブリッドポリマードットバイオコンジュゲートで標識した細胞を、蛍光共焦点顕微鏡（Ｚｅｉｓｓ  ＬＳＭ５１０）で画像化した。光退色研究のために、共焦点蛍光画像を、ハイブリッドポリマードットで標識した細胞、およびＰＳ−ＰＥＧ−ＣＯＯＨとブレンドしたポリマードットで標識した細胞について連続的に記録した。光退色データ点を、カスタムコードしたＭａｔｌａｂプログラムを使用して蛍光画像を分析することによって抽出した。図７および図９に示されている通り、蛍光画像から抽出した光退色曲線は、ハイブリッドポリマードットが、ＰＳ−ＰＥＧ−ＣＯＯＨブレンド法によって官能化したポリマードットよりも光安定であったことを示している。
（実施例１１）
ハイブリッドポリマードットおよび関連のバイオコンジュゲートのゲル電気泳動
【０２３１】
この実施例は、ゲル電気泳動を使用したハイブリッドポリマードットの表面上の官能基の特徴付けを実証する。
【０２３２】
ゲル電気泳動を、０．７％アガロースゲルを使用して実施した。官能化ハイブリッドポリマードットのアガロースゲル電気泳動を、Ｍｕｐｉｄ（登録商標）−ｅｘＵサブマリン式電気泳動系を使用して実施した。３０％グリセロール中官能化ハイブリッドポリマードットを、０．１％ポリエチレングリコールを含有する０．７％アガロースゲル上にロードした。官能化ハイブリッドポリマードットをロードしたゲルを、トリス−ホウ酸−ＥＤＴＡ（ＴＢＥ）緩衝液中、１３５Ｖで２０分泳動し、次にＫｏｄａｋ  ｉｍａｇｅ  ｓｔａｔｉｏｎ  ４４０ＣＦ系で画像化した。図１０に示されている通り、官能化されていない、未処理のポリマードットと比較して、官能化ハイブリッドポリマードットは、ゲル中で移動度の増大を呈した。とりわけ、ハイブリッドポリマードットをストレプトアビジンにコンジュゲートすると、ハイブリッドポリマードット−ストレプトアビジンバイオコンジュゲートは、移動度の低減を示す。このことは、バイオコンジュゲーションの成功を検出するために使用することができる。
（実施例１２）
ハイブリッドポリマードットのネットワーク構造の決定
【０２３３】
この実施例は、ＴＥＭおよびフローサイトメトリーを利用したハイブリッドポリマードットの形成中に生成された相互侵入ネットワークの特徴付けを実証する。
【０２３４】
相互侵入ハイブリッドポリマードットを、ＰＦＢＴ、ＴＣＯＳおよびＴＥＯＳを１：１：１の重量比で使用して、実施例１に従って調製した。
【０２３５】
ＰＦＢＴ−１４％Ｃ２ＣＯＯＨ（官能化発色団ポリマー）を、不活性雰囲気下で撹拌することによってテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に溶解して、濃度１ｍｇ／ｍＬの溶液を作製した。ＴＣＯＳ（有機シラン）をＴＨＦに溶解して、濃度１ｍｇ／ｍＬの溶液を作製した。ＴＥＯＳをＴＨＦに溶解して、濃度１ｍｇ／ｍＬの溶液を作製した。ＰＦＢＴ−１４％Ｃ２ＣＯＯＨ、ＴＣＯＳおよびＴＥＯＳの先の溶液をＴＨＦで希釈して、ＰＦＢＴ−１４％Ｃ２ＣＯＯＨを濃度０．１ｍｇ／ｍＬで含有する、混合された均質溶液２ｍＬを形成した。脱イオン水を得、そのｐＨ値をおよそ１１に調整した。２ｍＬ量のＰＦＢＴ−１４％Ｃ２ＣＯＯＨ溶液を、混合物を超音波処理しながら、水溶液１０ｍＬに急速に添加した。ＴＨＦを、窒素ストリッピングによって除去し、溶液を、連続窒素ストリッピングによって、ホットプレート上９０℃で２ｍＬまで濃縮し、その後０．２ミクロンフィルターを介して濾過した。これにより、発色団ポリマーがカルボキシル基で直接官能化されたハイブリッドポリマードットが得られ、シラン−ＣＯＯＮａと相互侵入していないＰｄｏｔが得られた。
【０２３６】
図１５は、発色団ポリマーであるポリフルオレン−ベンゾチアジアゾールＰＦＢＴ−１４％Ｃ２ＣＯＯＨ、ならびにＴＣＯＳおよびＴＥＯＳなどの有機シラン分子の化学構造を提示している。カルボキシルで直接官能化した得られたポリマードットも、図１５に例示されている。
【０２３７】
ハイブリッドポリマードット−ストレプトアビジンバイオコンジュゲートを、実施例８に従って調製して、ＰＦＢＴ−１４％Ｃ２ＣＯＯＨポリマードット−ストレプトアビジンバイオコンジュゲートおよびシラン−ＣＯＯＮａポリマードット−ストレプトアビジンバイオコンジュゲートを作製した。
【０２３８】
フローサイトメトリーを使用して、実施例８に従うようなハイブリッドポリマードット−ストレプトアビジンバイオコンジュゲートの標識化輝度を評価した。図１６は、ＰＦＢＴ−１４％Ｃ２ＣＯＯＨハイブリッドポリマードットで標識した、またはシラン−ＣＯＯＮａハイブリッドポリマードットで標識したＭＣＦ−７細胞のフローサイトメトリー結果を示している。「負の」は、ビオチン化一次抗体がない状態で、ハイブリッドポリマードット−ストレプトアビジンバイオコンジュゲートと一緒にインキュベートした対照細胞を示す。「正の」は、ハイブリッドポリマードット−ストレプトアビジン（ｓｔｒｅｐｄａｖｉｄｉｎ）バイオコンジュゲートおよびビオチン化一次抗体と一緒にインキュベートした細胞を示す。蛍光は、「正の」群の両方で観察された。このことは、生成した両方のタイプのＰｄｏｔに当てはまる、カルボキシル官能性基へのストレプトアビジンの特異的結合を示している。結果は、ＰＦＢＴ−１４％Ｃ２ＣＯＯＨハイブリッドポリマードットの外部カルボキシル利用能が、シラン−ＣＯＯＮａハイブリッドポリマードットの外部カルボキシル利用能と同様であることを示した。この結果は、Ｐｄｏｔ内部のＰＦＢＴ骨格鎖の短いカルボン酸官能基が、ハイブリッドＰｄｏｔの外側のシェルとしてのシリカネットワークに含まれず、代わりに、ポリマー鎖とシリカネットワークとの間に形成される相互侵入ネットワークの一部として存在していることを示した。このフローサイトメトリー実験の結果は、ハイブリッドポリマーＰｄｏｔがメッシュ様構造で形成され、明らかなコア−シェル構造を有さないことを示した。このことは、有機シランの加水分解により、半導体ポリマーと相互に侵入するシリカネットワークが形成され、したがってハイブリッド相互侵入ネットワークが形成されたことを示している。
【０２３９】
ＴＥＭ測定を、ハイブリッドポリマードット分散液１滴を銅製の格子上に置くことによって行った。分散液から水を蒸発させた後、表面を、ＴＥＭ（ＦＥＩ  Ｔｅｃｎａｉ  Ｆ２０、２００ｋＶ）を使用して画像化した。図１７は、ＰＦＢＴ−１４％Ｃ２ＣＯＯＨハイブリッドポリマードットの代表的なＴＥＭ画像を示している。とりわけ、ハイブリッドポリマードットの拡大ＴＥＭ画像は、ハイブリッドポリマードットがコア−シェル構造もコア−キャップ構造も有さないことを示している。このことは、有機シランの加水分解によりシリカネットワークが形成され、次にハイブリッドＰｄｏｔ内部で、シリカネットワークと半導体ポリマー鎖との間で相互侵入ハイブリッドネットワークが形成されることをさらに示している。
【０２４０】
本発明の好ましい実施形態を、本明細書に示し、説明しているが、このような実施形態は例としてのみ提供されることが当業者には明白であろう。数々の変形例、変更および置換が、ここで、本発明から逸脱することなく当業者には想起されよう。本明細書に記載の本発明の実施形態への様々な代替例が、本発明の実施において用いられ得ることが理解されるべきである。以下の特許請求の範囲が、本発明の範囲を定義すること、ならびにこれらの特許請求の範囲内の方法および構造ならびにそれらの等価物がこれに包含されることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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